JP2023124489A - Manufacturing method for laminated molded product, and laminated molded product - Google Patents

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JP2023124489A JP2022028276A JP2022028276A JP2023124489A JP 2023124489 A JP2023124489 A JP 2023124489A JP 2022028276 A JP2022028276 A JP 2022028276A JP 2022028276 A JP2022028276 A JP 2022028276A JP 2023124489 A JP2023124489 A JP 2023124489A
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涼丞 原子
Ryosuke HARAKO
敬裕 吉岡
Takahiro Yoshioka
浩之 高橋
Hiroyuki Takahashi
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Abstract

To provide a manufacturing method for laminated molding that enables lower cost by shortening tact time and improving production efficiency without lowering mechanical properties.SOLUTION: The method for manufacturing a laminate molded body includes, as one cycle, (1)setting a metal member, an interlaminar adhesive, and a fiber-reinforced resin material in a press device in which the temperature of a mold is maintained within the range of 160 to 240°C, (2) closing the mold and performing hot press molding to laminate and composite the metal member and the fiber-reinforced resin material, and at the same time, performing shaping, (3) removing the laminate-integrated laminate-formed body from the press device at a temperature within -10°C of the mold temperature in step (1), and (4) adjusting the mold temperature to the temperature of process (1). In the method, the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a cross-linked hardened product of a resin composition including a phenoxy resin and the tact time from process (1) to (4) is less than 10 minutes.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、繊維強化樹脂を含む積層成形体の製造方法及び積層成形体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a laminated molded article containing fiber-reinforced resin and a laminated molded article.

近年、環境問題から、自動車業界や航空業界等において燃費向上への取り組みとして、車体や機体の軽量化のために金属から繊維強化樹脂への代替が注目されている。繊維強化樹脂(FRP)とは、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を炭素繊維などの強化繊維を用いて強化した材料であり、軽量かつ高強度高剛性であることから、船舶業界や宇宙分野、風力発電やスポーツ用品等、幅広い分野で適用研究が行われ既に使用されている。 In recent years, due to environmental problems, the replacement of metals with fiber-reinforced resins has been attracting attention as an effort to improve fuel efficiency in the automobile and aviation industries in order to reduce the weight of car bodies and airframes. Fiber reinforced resin (FRP) is a material made by reinforcing thermoplastic resin or thermosetting resin with reinforcing fibers such as carbon fiber. Application research has been conducted in a wide range of fields such as wind power generation and sporting goods, and it has already been used.

その中でも熱可塑性樹脂を用いたFRPは、加熱により成形や賦型が可能で、高い生産性を有し、溶着等の二次加工が容易であり、電気絶縁性を有し、また腐食せずリサイクル性にも優れる等の特徴から今後様々な分野で広く使用されることが確実視されている。 Among them, FRP using thermoplastic resin can be molded and shaped by heating, has high productivity, is easy to perform secondary processing such as welding, has electrical insulation, and does not corrode. It is certain that it will be widely used in various fields in the future because of its features such as excellent recyclability.

FRPの加工は、オートクレーブ成形、オーブン成形、プレス成形、RTM/VaRTM法、引き抜き成形などがあるが、この中でも、生産性が高く、良質な積層成形体が得られるという観点から、プレス成形が望ましいとされている。 FRP processing includes autoclave molding, oven molding, press molding, RTM/VaRTM method, pultrusion molding, etc. Among these, press molding is desirable from the viewpoint of high productivity and the ability to obtain high-quality laminates. It is said that

しかし、FRPは、金属に比べ展延性が小さく、鉄などの金属と同じようなスピードでプレス成形すると、切れたり、皺が発生したりする。さらに、成形するためにプリプレグに熱をかけすぎると、樹脂粘度が低下しすぎて、樹脂が溶融し、きれいな成形品を形成することができず、また、熱をかけないと粘度が低下しないため、成形不良となってしまうという問題がある。また、熱硬化性樹脂を含浸したFRP材料のプレス成形では、硬化を完結させるために時間を要し、タクトタイムが長くなる課題がある。熱可塑性樹脂を含浸したFRP材料のプレス成形では、脱型時に樹脂の固化温度まで金型を冷やすことに時間を要し、タクトタイムが長くなる課題がある。 However, FRP is less malleable than metal, and if press-molded at the same speed as metals such as iron, it breaks or wrinkles. Furthermore, if the prepreg is heated too much for molding, the viscosity of the resin will drop too much and the resin will melt, making it impossible to form a clean molded product. , there is a problem that it becomes a molding defect. Further, press molding of FRP material impregnated with a thermosetting resin requires a long time to complete curing, resulting in a long tact time. In the press molding of FRP material impregnated with a thermoplastic resin, it takes time to cool the mold to the solidification temperature of the resin at the time of demolding, resulting in a long tact time.

このような課題に対し、特許文献1では、短時間のプレス成形で完成度の高い積層成形体を得られる方法が開示されている。 In order to solve such problems, Patent Document 1 discloses a method for obtaining a laminated molded product with a high degree of perfection by press molding in a short period of time.

また、特許文献2や特許文献3には、FRPのマトリックス樹脂としてフェノキシ樹脂、エポキシ樹脂及び架橋剤を必須成分とし、架橋反応によって高温環境下における力学特性の変化を抑えることができるFRP成形用材料とそれを用いた積層成形体およびその製造方法が開示されおり、10分程度のプレスにて積層成形体を得る実施例が開示されている。 In addition, Patent Documents 2 and 3 disclose FRP molding materials that contain phenoxy resin, epoxy resin, and a cross-linking agent as essential components as FRP matrix resins, and that can suppress changes in mechanical properties in a high-temperature environment through a cross-linking reaction. and a laminate molded body using the same and a method for producing the same are disclosed, and an embodiment in which a laminate molded body is obtained by pressing for about 10 minutes is disclosed.

また、特許文献4では、フェノキシ樹脂をマトリックスとした炭素繊維強化樹脂(CFRP)と金属の複合体を230℃に予熱した金型内で5分加熱することで成形タクトタイムを低減する積層成形体の製造方法が開示されている。 In addition, in Patent Document 4, a composite of carbon fiber reinforced resin (CFRP) with a phenoxy resin matrix and metal is heated in a mold preheated to 230 ° C. for 5 minutes to reduce the molding tact time. is disclosed.

特開2021-102274号公報JP 2021-102274 A WO2018/061516WO2018/061516 WO2018/124215WO2018/124215 特開2021-126776号公報JP 2021-126776 A

特許文献1、2に開示される積層成形体は、プレス成形の脱型時に樹脂の固化温度まで金型を冷却する必要があり、冷却と再昇温のためにタクトタイムが長くなるという課題がある。また、特許文献3に開示される積層成形体は、脱型時の操作についての言及はない。更に、特許文献4に開示される積層成形体は金型での加熱プレス加工ののちに冷却プレス工程を行わなければCFRP物性が十分に発現せず、結果として工数が多くなり、タクトタイムはやはり長くなるという課題がある。 The laminate molded body disclosed in Patent Documents 1 and 2 has the problem that the mold needs to be cooled to the solidification temperature of the resin when the mold is removed from the press molding, and the tact time is lengthened for cooling and reheating. be. Moreover, the laminate molded body disclosed in Patent Document 3 does not mention the operation at the time of demolding. Furthermore, in the laminated molded product disclosed in Patent Document 4, the CFRP physical properties are not sufficiently expressed unless a cooling press process is performed after hot press processing in a mold, resulting in an increase in the number of man-hours and a takt time. There is the problem of lengthening.

そこで、本発明は、力学特性を下げることなく、タクトタイムを短縮して生産効率を向上させることによって低コスト化が可能な積層成形体の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a laminated molded body that can reduce costs by shortening the tact time and improving the production efficiency without lowering the mechanical properties.

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、金型の冷却無しで脱型しても、良好な力学特性を有する積層成形体を製造できる手法を見出した。
すなわち、本発明の第1の観点の積層成形体の製造方法は、金属部材と、フェノキシ樹脂を含有する層間接着剤層と、繊維強化樹脂層と、が積層一体化された構造を備える積層成形体を製造する方法である。本発明の第1の観点の積層成形体の製造方法は、以下の(1)~(4)の工程;
工程(1):金型温度が160~240℃の範囲内に保持されたプレス装置に金属部材、層間接着剤および繊維強化樹脂材料をセットする工程、
工程(2):金型を閉じ、ホットプレス成形により、金属部材と繊維強化樹脂材料を積層一体化して複合化させると同時に賦形を行う工程、
工程(3):前記工程(1)の金型温度から-10℃以内の温度で、積層一体化された積層成形体を脱型してプレス装置より取り出す工程、
工程(4):金型温度を前記工程(1)の温度に調整する工程、
を1サイクルとして含むものである。
そして、本発明の第1の観点の積層成形体の製造方法は、前記繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂がフェノキシ樹脂を含む樹脂組成物の架橋硬化物であるとともに、工程(1)から工程(4)までのタクトタイムが10分間未満である。
As a result of intensive research, the inventors have found a method for producing a laminated molded product having good mechanical properties even if the mold is demolded without cooling the mold.
That is, the method for producing a laminated molded body according to the first aspect of the present invention is laminated molding having a structure in which a metal member, an interlayer adhesive layer containing a phenoxy resin, and a fiber reinforced resin layer are laminated and integrated. It is a method of manufacturing a body. The method for manufacturing a laminated molded body according to the first aspect of the present invention includes the following steps (1) to (4);
Step (1): A step of setting a metal member, an interlayer adhesive, and a fiber reinforced resin material in a pressing device in which the mold temperature is kept within the range of 160 to 240°C.
Step (2): The mold is closed, and the metal member and the fiber reinforced resin material are laminated and integrated by hot press molding to form a composite, and at the same time, shaping is performed.
Step (3): A step of demolding the integrated laminated molded body at a temperature within −10° C. from the mold temperature of the step (1) and removing it from the press device;
Step (4): a step of adjusting the mold temperature to the temperature of step (1);
as one cycle.
In the method for producing a laminated molded body according to the first aspect of the present invention, the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a crosslinked cured product of a resin composition containing a phenoxy resin, and steps (1) to (4) are ) is less than 10 minutes.

本発明の第1の観点の積層成形体の製造方法は、前記金型が固定金型と可動金型を有し、工程(1)における固定金型の設定温度を可動金型の設定温度より10℃以上高い温度に設定してもよい。 In the method for manufacturing a laminated molded body according to the first aspect of the present invention, the mold has a fixed mold and a movable mold, and the set temperature of the fixed mold in step (1) is lower than the set temperature of the movable mold. A temperature higher than 10° C. may be set.

本発明の第1の観点の積層成形体の製造方法は、工程(1)において、金属部材、層間接着剤、繊維強化樹脂材料の順に積層して該金属部材が固定金型に接するようにセットしてもよい。 In the method for producing a laminated molded body according to the first aspect of the present invention, in step (1), a metal member, an interlayer adhesive, and a fiber-reinforced resin material are laminated in this order, and the metal member is set so as to be in contact with a fixed mold. You may

本発明の第1の観点の積層成形体の製造方法は、繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂が、フェノキシ樹脂を含むとともに160℃以上の温度で熱架橋性を有する樹脂組成物の架橋硬化物であってもよい。 In the first aspect of the present invention, there is provided a method for producing a laminated molded article, wherein the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a crosslinked cured product of a resin composition containing a phenoxy resin and having thermal crosslinkability at a temperature of 160° C. or higher. may

本発明の第1の観点の積層成形体の製造方法は、層間接着剤が、フェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマーを含有する樹脂組成物であってもよい。 In the method for producing a laminated molded article according to the first aspect of the present invention, the interlayer adhesive may be a resin composition containing a phenoxy resin and a thermoplastic elastomer.

本発明の第1の観点の積層成形体の製造方法は、金属部材が厚み0.2mm以上の鉄鋼材料、鉄系合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金から選ばれる1種以上であってもよい。 In the method for manufacturing a laminated compact according to the first aspect of the present invention, the metal member is one or more selected from steel materials, iron-based alloys, aluminum, aluminum alloys, magnesium, and magnesium alloys having a thickness of 0.2 mm or more. good too.

本発明の第2の観点の積層成形体は、上記いずれかの方法によって製造される積層成形体であって、
前記金属部材の表面と前記繊維強化樹脂層との間に、10μm以上の厚さの層間接着剤層を有するものである。
A laminated molded article according to a second aspect of the present invention is a laminated molded article manufactured by any of the above methods,
An interlayer adhesive layer having a thickness of 10 μm or more is provided between the surface of the metal member and the fiber reinforced resin layer.

本発明の第3の観点の積層成形体の製造方法は、複数層の繊維強化樹脂層が積層一体化された構造を備える積層成形体を製造する方法である。本発明の第3の観点の積層成形体の製造方法は、以下の(1)~(4)の工程;
工程(1):金型温度が160~240℃の範囲内に保持されたプレス装置に複数層の繊維強化樹脂材料を積層してセットする工程、
工程(2):金型を閉じ、ホットプレス成形により、複数層の繊維強化樹脂材料を積層一体化させると同時に賦形を行う工程、
工程(3):前記工程(1)の金型温度から-10℃以内の金型温度で積層一体化された積層成形体を脱型してプレス装置より取り出す工程、
工程(4):金型温度を前記工程(1)の温度に調整する工程、
を1サイクルとして含むものである。
そして、本発明の第3の観点の積層成形体の製造方法は、前記繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂がフェノキシ樹脂を含む樹脂組成物の架橋硬化物であるとともに、工程(1)から工程(4)までのタクトタイムが10分間未満である。
A method for manufacturing a laminated molded body according to a third aspect of the present invention is a method for manufacturing a laminated molded body having a structure in which a plurality of fiber-reinforced resin layers are laminated and integrated. The method for producing a laminated molded product according to the third aspect of the present invention includes the following steps (1) to (4);
Step (1): A step of laminating and setting a plurality of layers of fiber reinforced resin material in a press device whose mold temperature is kept within the range of 160 to 240 ° C.
Step (2): A step of closing the mold and simultaneously laminating and integrating multiple layers of the fiber reinforced resin material by hot press molding,
Step (3): A step of demolding the laminated molded body laminated and integrated at a mold temperature within −10° C. from the mold temperature of the step (1) and removing it from the press device;
Step (4): a step of adjusting the mold temperature to the temperature of step (1);
as one cycle.
In the method for producing a laminated molded body according to the third aspect of the present invention, the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a crosslinked cured product of a resin composition containing a phenoxy resin, and steps (1) to (4) are ) is less than 10 minutes.

本発明の第3の観点の積層成形体の製造方法は、前記金型が固定金型と可動金型を有し、工程(1)における固定金型の設定温度を可動金型の設定温度より10℃以上高い温度に設定してもよい。 A third aspect of the present invention is a method for manufacturing a laminate molded body, wherein the mold has a fixed mold and a movable mold, and the set temperature of the fixed mold in step (1) is lower than the set temperature of the movable mold. A temperature higher than 10° C. may be set.

本発明の第3の観点の積層成形体の製造方法は、繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂が、フェノキシ樹脂を含むとともに160℃以上の温度で熱架橋性を有する樹脂組成物の架橋硬化物でであってもよい。 In the method for manufacturing a laminated molded product according to the third aspect of the present invention, the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a crosslinked cured product of a resin composition containing a phenoxy resin and having thermal crosslinkability at a temperature of 160° C. or higher. There may be.

本発明方法によれば、適切な樹脂配合と、適切なプレス成形操作、適切なプレス温度により、タクトタイムを短縮して積層成形体をハイサイクルで製造することができる。更に、本発明方法によれば、積層成形体のそり量も低減できる。 According to the method of the present invention, it is possible to shorten the tact time and manufacture a laminated molded product in a high cycle by appropriately blending resin, appropriate press molding operation, and appropriate press temperature. Furthermore, according to the method of the present invention, the amount of warpage of the laminated molded body can also be reduced.

本発明方法により得られる金属-FRP複合体の断面構造の一例を示す図面である。1 is a drawing showing an example of the cross-sectional structure of a metal-FRP composite obtained by the method of the present invention. 本発明方法により得られる金属-FRP複合体の断面構造の別の例を示す図面である。4 is a drawing showing another example of the cross-sectional structure of the metal-FRP composite obtained by the method of the present invention. 本発明方法により得られるFRP積層体の断面構造の一例を示す図面である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is drawing which shows an example of the cross-sectional structure of the FRP laminated body obtained by the method of this invention. 本発明方法における金型温度と圧力の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart showing changes in mold temperature and pressure in the method of the present invention. 従来方法における金型温度と圧力の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart showing changes in mold temperature and pressure in the conventional method. 金属-FRP複合体のそり測定および曲率半径の算出方法を説明する図面である。1 is a drawing for explaining a method for measuring the warp of a metal-FRP composite and calculating the radius of curvature.

本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、当業者に周知された範囲で適宜設計変更等することが可能である。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified in design within the scope well known to those skilled in the art.

[積層成形体の構造]
まず、本発明方法によって製造される積層成形体の構造について、図1~図3を参照しながら説明する。
[Structure of laminate]
First, the structure of the laminate molded body produced by the method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

金属-FRP複合体:
図1は、本発明方法によって製造される積層成形体の一例である金属-FRP複合体の断面構造を示す模式的図面である。図1に示すように、金属-FRP複合体100は、金属部材101と、繊維強化樹脂層としてのFRP層102と、金属部材101とFRP層102との間に介在する層間接着剤層103と、を備えている。金属-FRP複合体100において、FRP層102は、図示は省略するが、マトリックス樹脂と、該マトリックス樹脂中に含有され、複合化された強化繊維と、を有している。層間接着剤層103は、金属部材101の少なくとも片側の面に接して設けられており、金属部材101とFRP層102とを強固に接着している。なお、層間接着剤層103とFRP層102は、金属部材101の両面にそれぞれ形成されていてもよい。また、層間接着剤層103とFRP層102とを含む積層体を挟み込むように、その両側に金属部材101を配置してもよい。
Metal-FRP composite:
FIG. 1 is a schematic drawing showing the cross-sectional structure of a metal-FRP composite, which is an example of a laminated molded article produced by the method of the present invention. As shown in FIG. 1, the metal-FRP composite 100 includes a metal member 101, an FRP layer 102 as a fiber reinforced resin layer, and an interlayer adhesive layer 103 interposed between the metal member 101 and the FRP layer 102. , is equipped with In the metal-FRP composite 100, the FRP layer 102 has, although not shown, a matrix resin and composite reinforcing fibers contained in the matrix resin. The interlayer adhesive layer 103 is provided in contact with at least one surface of the metal member 101 and firmly bonds the metal member 101 and the FRP layer 102 together. Note that the interlayer adhesive layer 103 and the FRP layer 102 may be formed on both sides of the metal member 101, respectively. Moreover, the metal members 101 may be arranged on both sides so as to sandwich the laminate including the interlayer adhesive layer 103 and the FRP layer 102 .

金属-FRP複合体100において、FRP層102は、少なくとも1枚以上のFRP成形用プリプレグを用いて形成されたものである。FRP層102は、1層に限らず、例えば図2に示すように、2層以上であってもよい。FRP層102の厚みや、FRP層102を複数層とする場合のFRP層102の層数(図中、nで表す)は、使用目的に応じて適宜設定できる。FRP層102の各層は、同一の構成であってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、FRP層102を構成するマトリックス樹脂の樹脂種、強化繊維の種類や含有比率などは、層ごとに異なっていてもよい。
なお、FRP層102は、金属部材101と複合する際は、FRP成形用プリプレグの他に予め成形したFRPやプリフォームを用いることもできるが、より均一なFRP層102を形成できることや賦形性の観点からプリフォームであることが好ましい。
In the metal-FRP composite 100, the FRP layer 102 is formed using at least one prepreg for FRP molding. The FRP layer 102 is not limited to one layer, and may have two or more layers as shown in FIG. 2, for example. The thickness of the FRP layer 102 and the number of layers of the FRP layer 102 when the FRP layer 102 is a plurality of layers (represented by n in the figure) can be appropriately set according to the purpose of use. Each layer of the FRP layer 102 may have the same configuration or may have different configurations. That is, the resin type of the matrix resin constituting the FRP layer 102, the type and content ratio of the reinforcing fibers, and the like may differ from layer to layer.
When the FRP layer 102 is combined with the metal member 101, pre-molded FRP or preform can be used in addition to the prepreg for FRP molding. It is preferable that it is a preform from the viewpoint of.

また、金属-FRP複合体100において、層間接着剤層103を構成する樹脂と、層間接着剤層103に接する1番目のFRP層102のマトリックス樹脂は、層間接着剤層103と1番目のFRP層102との接着性を確保する観点から、同一もしくは同種の樹脂や、ポリマー中に含まれる極性基の比率などが近似した樹脂種を選択することが好ましい。ここで、「同一の樹脂」とは、同じ成分によって構成され、組成比率まで同じであることを意味し、「同種の樹脂」とは、主成分が同じであれば、組成比率は異なっていてもよいことを意味する。「同種の樹脂」の中には、「同一の樹脂」が含まれる。また、「主成分」とは、樹脂成分100重量部のうち、50重量部以上含まれる成分を意味する。なお、「樹脂成分」には、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が含まれるが、架橋剤などの非樹脂成分は含まれない。 In the metal-FRP composite 100, the resin constituting the interlayer adhesive layer 103 and the matrix resin of the first FRP layer 102 in contact with the interlayer adhesive layer 103 are the interlayer adhesive layer 103 and the first FRP layer. From the viewpoint of securing the adhesiveness with 102, it is preferable to select the same or the same type of resin or a resin species having a similar ratio of polar groups contained in the polymer. Here, the “same resin” means that it is composed of the same components and has the same composition ratio, and the “same kind of resin” means that if the main component is the same, the composition ratio is different. means good. "The same kind of resin" includes "the same resin." Moreover, the "main component" means a component contained in 50 parts by weight or more in 100 parts by weight of the resin component. The "resin component" includes thermoplastic resins and thermosetting resins, but does not include non-resin components such as cross-linking agents.

金属-FRP複合体100において、層間接着剤層103の厚みとしては、金属部材101とFRP層102との接着性を十分に確保する観点から、例えば10μm以上が好ましく、10~100μmの範囲内がより好ましい。層間接着剤層103の厚みが10μm未満では、金属部材101とFRP層102との接着が不十分となり、金属-FRP複合体100において十分な機械的強度が得られない。一方、層間接着剤層103の厚みが100μmを超えると、層間接着剤層103が厚みに占める割合が過大となるために、金属-FRP複合体100において強化繊維による補強効果が充分に得られなくなる。 In the metal-FRP composite 100, the thickness of the interlayer adhesive layer 103 is preferably, for example, 10 μm or more from the viewpoint of ensuring sufficient adhesion between the metal member 101 and the FRP layer 102, and is preferably in the range of 10 to 100 μm. more preferred. If the thickness of the interlayer adhesive layer 103 is less than 10 μm, the adhesion between the metal member 101 and the FRP layer 102 is insufficient, and sufficient mechanical strength cannot be obtained in the metal-FRP composite 100 . On the other hand, if the thickness of the interlayer adhesive layer 103 exceeds 100 μm, the ratio of the interlayer adhesive layer 103 to the thickness becomes excessive, so that the metal-FRP composite 100 cannot obtain a sufficient reinforcing effect due to the reinforcing fibers. .

FRP積層体:
図3は、本発明方法によって製造される積層成形体の別の例であるFRP積層体の断面構造を示す模式的図面である。図3に示すように、FRP積層体200は、繊維強化樹脂層としての複数層のFRP層102を備えている。FRP積層体200において、FRP層102は、図示は省略するが、マトリックス樹脂と、該マトリックス樹脂中に含有され、複合化された強化繊維と、を有している。
FRP laminate:
FIG. 3 is a schematic drawing showing the cross-sectional structure of an FRP laminate, which is another example of the laminated molded article produced by the method of the present invention. As shown in FIG. 3, the FRP laminate 200 includes a plurality of FRP layers 102 as fiber reinforced resin layers. In the FRP laminate 200, the FRP layer 102 has, although not shown, a matrix resin and composite reinforcing fibers contained in the matrix resin.

FRP積層体200において、FRP層102は、少なくとも2枚以上のFRP成形用プリプレグを用いて形成されたものである。FRP層102の厚みや層数nは、使用目的に応じて適宜設定できる。FRP層102の各層は、同一の構成であってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、FRP層102を構成するマトリックス樹脂の樹脂種、強化繊維の種類や含有比率などは、層ごとに異なっていてもよい。 In the FRP laminate 200, the FRP layer 102 is formed using at least two prepregs for FRP molding. The thickness and the number of layers n of the FRP layer 102 can be appropriately set according to the purpose of use. Each layer of the FRP layer 102 may have the same configuration or may have different configurations. That is, the resin type of the matrix resin constituting the FRP layer 102, the type and content ratio of the reinforcing fibers, and the like may differ from layer to layer.

[積層成形体の個別構成要素]
図1及び図2に示す金属-FRP複合体100、図3に示すFRP積層体200の各構成要素について説明する。
[Individual constituent elements of laminated molded body]
Each component of the metal-FRP composite 100 shown in FIGS. 1 and 2 and the FRP laminate 200 shown in FIG. 3 will be described.

<金属部材>
金属-FRP複合体100における金属部材101の材質や形状、厚みなどについては、プレス等による成形加工が可能であれば特に限定されるものではないが、例えば薄板状が好ましい。金属部材101の厚みは、0.2mm以上が好ましく、0.2~3.0mmの範囲内であることがより好ましい。金属部材101の材質としては、例えば鉄、チタン、アルミニウム、マグネシウムおよびこれらの合金などが好ましい。ここで、合金とは、例えば、鉄系合金(ステンレス鋼含む)、Ti系合金、Al系合金、Mg合金などを意味する。金属部材101の材質のより好ましい例としては、鉄鋼材料、鉄系合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金であり、鉄鋼材料が最も好ましい。そのような鉄鋼材料としては、例えば日本産業規格(JIS)等で規格された鉄鋼材料であり、一般構造用や機械構造用として使用される炭素鋼、合金鋼、高張力鋼等を挙げることができる。このような鉄鋼材料の具体例としては、冷間圧延鋼材、熱間圧延鋼材、自動車構造用熱間圧延鋼板材、自動車加工用熱間圧延高張力鋼板材などを挙げることができる。
<Metal member>
The material, shape, thickness, and the like of the metal member 101 in the metal-FRP composite 100 are not particularly limited as long as they can be molded by pressing or the like. The thickness of the metal member 101 is preferably 0.2 mm or more, and more preferably within the range of 0.2 to 3.0 mm. As the material of the metal member 101, for example, iron, titanium, aluminum, magnesium and alloys thereof are preferable. Here, the alloy means, for example, an iron-based alloy (including stainless steel), a Ti-based alloy, an Al-based alloy, a Mg alloy, and the like. More preferable examples of the material of the metal member 101 are steel materials, iron-based alloys, aluminum, aluminum alloys, magnesium, and magnesium alloys, and steel materials are most preferable. Examples of such steel materials include steel materials standardized by Japanese Industrial Standards (JIS), carbon steels, alloy steels, and high-tensile steels used for general structures and machine structures. can. Specific examples of such steel materials include cold-rolled steel, hot-rolled steel, hot-rolled steel for automobile structures, and hot-rolled high-strength steel for automobile processing.

<層間接着剤>
本発明で用いる層間接着剤とは、金属部材101とFRP102の間に介在し、層間接着剤層103として両者をより強固に接着させる接着材料である。層間接着剤は、フェノキシ樹脂を含む熱可塑性樹脂の組成物であることが好ましく、より好ましくはフェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマーを含有する樹脂組成物である。なお、層間接着剤で使用されるフェノキシ樹脂は、繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂に使用されるフェノキシ樹脂(後述)と同じであるため、詳細は該マトリックス樹脂の説明で述べる。
<Interlayer adhesive>
The inter-layer adhesive used in the present invention is an adhesive material interposed between the metal member 101 and the FRP 102 to form an inter-layer adhesive layer 103 to more firmly bond the two. The interlayer adhesive is preferably a thermoplastic resin composition containing a phenoxy resin, more preferably a resin composition containing a phenoxy resin and a thermoplastic elastomer. Since the phenoxy resin used in the interlayer adhesive is the same as the phenoxy resin (described later) used in the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer, the details will be described in the description of the matrix resin.

層間接着剤としてフェノキシ樹脂とともに好ましく使用される熱可塑性エラストマーとは、ハードセグメント(結晶相)とソフトセグメント(非晶相)とを構成単位として含む熱可塑性樹脂を意味する。ゴム弾性を示すソフトセグメントを持つことで、層間接着剤層103の引張破断伸びを改善し、特にはく離に対する接着力を高めることができる。また、疑似架橋構造による結晶相となるハードセグメントを持つことで、層間接着剤層103の耐熱性を高めることができる。熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系(TPV)、ポリウレタン系(TPU)、ポリエステル系(TPEE)、ポリアミド系(PEBA)、アクリル系、スチレン系などが挙げられる。その中でも、ポリエステル系エラストマー(ポリエステルエラストマー、TPEE)が好ましい。 A thermoplastic elastomer that is preferably used as an interlayer adhesive together with a phenoxy resin means a thermoplastic resin containing hard segments (crystalline phase) and soft segments (amorphous phase) as constitutional units. By having a soft segment exhibiting rubber elasticity, it is possible to improve the tensile elongation at break of the interlayer adhesive layer 103 and, in particular, to increase the adhesive strength against peeling. Moreover, the heat resistance of the interlayer adhesive layer 103 can be enhanced by having a hard segment that becomes a crystal phase due to the pseudo-crosslinking structure. Examples of thermoplastic elastomers include olefin-based (TPV), polyurethane-based (TPU), polyester-based (TPEE), polyamide-based (PEBA), acrylic-based, and styrene-based. Among them, a polyester elastomer (polyester elastomer, TPEE) is preferable.

上記ポリエステル系エラストマーは、引張破断伸びが200%以上であるものが好適であり、300%以上であるものがより好ましい。引張破断伸びが200%を下回ると層間接着剤層103の接着力、特にはく離に対する接着力が低くなる。なお、本発明におけるポリエステル系エラストマーの引張破断伸びとは、JIS K 7161にて測定される値を言う。 The polyester-based elastomer preferably has a tensile elongation at break of 200% or more, more preferably 300% or more. If the tensile elongation at break is less than 200%, the adhesive strength of the interlayer adhesive layer 103, especially the adhesive strength against peeling, will be low. The tensile elongation at break of the polyester-based elastomer in the present invention refers to the value measured according to JIS K7161.

また、上記ポリエステル系エラストマーは、融点が180℃以上であるものが好適であり、融点200℃以上であるものがより好ましい。融点が180℃を下回ると層間接着剤層103の融点が低下し、耐熱性が低くなる。なお、本発明におけるポリエステル系エラストマーの融点とは、示差走査熱量測定装置(DSC)により測定される値を言う。 The polyester elastomer preferably has a melting point of 180° C. or higher, more preferably 200° C. or higher. If the melting point is lower than 180° C., the interlayer adhesive layer 103 has a lower melting point and lower heat resistance. The melting point of the polyester-based elastomer in the present invention refers to a value measured by a differential scanning calorimeter (DSC).

ポリエステル系エラストマーとしては、特に限定されず、市販品を利用することもできる。市販品としては、例えば、ペルプレン(商品名、東洋紡社製)、ハイトレル(商品名、東レ・デュポン社製)、テファブロック(商品名、三菱ケミカル社製)、エステラール(商品名、アロン化成社製)等が挙げられ、これらを単独または2種以上を混合して使用することができる。 The polyester-based elastomer is not particularly limited, and commercially available products can also be used. Commercially available products include, for example, Pelprene (trade name, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), Hytrel (trade name, manufactured by Toray DuPont), Tefablock (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and Esteral (trade name, manufactured by Aron Kasei Co., Ltd.). and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.

層間接着剤を構成する成分として、さらに任意成分を含んでいても良い。好ましい任意成分としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ナイロン6やナイロン610などのポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリフェニルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。層間接着剤層103は、更に、目的に応じて難燃剤、無機フィラー、着色剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、架橋剤、着色剤などの任意成分を含んでも良い。このとき、層間接着剤中の樹脂成分の総重量に占めるフェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマーの合計の重量割合は70%以上であることが望ましく、90%以上であることがより望ましい。フェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマーの合計の重量割合が70%未満となると所望の特性が発現しにくくなってしまう。
また、層間接着剤中の固形分の総重量に占めるフェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマーの合計の重量割合は70%以上であることが望ましく、90%以上であることがより望ましい。フェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマーの合計の重量割合が70%未満となると所望の特性が発現しにくくなってしまう。
An optional component may be further included as a component constituting the interlayer adhesive. Preferred optional components include, for example, polyvinyl chloride, polystyrene, ABS resin, acrylic resin, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyphenylene ether, polyamides such as nylon 6 and nylon 610, polyacetal, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, Thermoplastic resins such as polyphenylsulfone, polysulfone, polyarylate, polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyamideimide and polyimide can be used. The interlayer adhesive layer 103 may further contain optional components such as flame retardants, inorganic fillers, colorants, antioxidants, UV inhibitors, plasticizers, cross-linking agents, and colorants, depending on the purpose. At this time, the total weight ratio of the phenoxy resin and the thermoplastic elastomer to the total weight of the resin components in the interlayer adhesive is desirably 70% or more, and more desirably 90% or more. When the total weight ratio of the phenoxy resin and the thermoplastic elastomer is less than 70%, it becomes difficult to develop the desired properties.
Also, the total weight ratio of the phenoxy resin and the thermoplastic elastomer to the total weight of the solid content in the interlayer adhesive is desirably 70% or more, more desirably 90% or more. When the total weight ratio of the phenoxy resin and the thermoplastic elastomer is less than 70%, it becomes difficult to develop the desired properties.

層間接着剤は、例えばフェノキシ樹脂、熱可塑性エラストマー、及び、必要に応じて任意成分を混合することによって調製できる。フェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマー及びそのほかの成分を混合する方法に特に制限はなく、一般公知の方法を用いることが出来る。例えば、各成分を溶剤で溶かしてワニス化し、プロペラミキサーや自転公転式脱泡撹拌機などの撹拌・混合機を用いてブレンドする方法や、ニーダーや押出機などを用いて各成分を溶融混練する方法などが挙げられる。なかでも、各成分を均一に混合できる方法として溶融混練が好ましく、2軸押出機により溶融混錬する方法が最も好ましい。 An interlayer adhesive can be prepared by mixing, for example, a phenoxy resin, a thermoplastic elastomer, and optionally optional ingredients. The method of mixing the phenoxy resin, thermoplastic elastomer and other components is not particularly limited, and generally known methods can be used. For example, each component is dissolved in a solvent to form a varnish, and blended using a stirring/mixing machine such as a propeller mixer or a rotation-revolution defoaming stirrer, or a kneader or extruder is used to melt and knead each component. methods and the like. Among these methods, melt-kneading is preferable as a method for uniformly mixing each component, and melt-kneading using a twin-screw extruder is most preferable.

層間接着剤におけるフェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマーの重量比としては、好ましくは10:90~60:40の範囲内であり、より好ましくは10:90~50:50の範囲内である。フェノキシ樹脂の重量比率が10%未満であると、接着力が低下する恐れがある。フェノキシ樹脂の重量比率が60%を超えると、耐熱性が低下する恐れがある。 The weight ratio of the phenoxy resin to the thermoplastic elastomer in the interlayer adhesive is preferably within the range of 10:90 to 60:40, more preferably within the range of 10:90 to 50:50. If the weight ratio of the phenoxy resin is less than 10%, the adhesive strength may decrease. If the weight ratio of the phenoxy resin exceeds 60%, the heat resistance may deteriorate.

また、層間接着剤の引張破断伸びは10%以上であることが好ましく、より好ましくは100%以上である。引張破断伸びが10%を下回ると、特にはく離に対する接着力が低くなる。なお、本発明における層間接着剤の引張破断伸びとは、JIS K 7161にて測定される値を言う。 Further, the tensile elongation at break of the interlayer adhesive is preferably 10% or more, more preferably 100% or more. If the tensile elongation at break is less than 10%, the adhesive strength especially against delamination will be low. The tensile elongation at break of the interlayer adhesive in the present invention refers to the value measured according to JIS K7161.

さらに、層間接着剤は25~180℃の範囲においてガラス転移温度を持たないことが望ましい。このことは、層間接着剤が25~180℃の範囲に貯蔵弾性率の急激な変化(低下=軟化)を持たず、接着力の変化が少ないことを示している。すなわち、耐熱性が高いことを示している。なお、層間接着剤の融点とは、示差走査熱量測定装置(DSC)を用いて0~280℃の範囲で測定し、セカンドスキャンのピーク値より求められる数値である。 Further, it is desirable that the interlayer adhesive does not have a glass transition temperature in the range of 25-180°C. This indicates that the interlayer adhesive does not have a drastic change (decrease=softening) in storage modulus in the range of 25-180° C., and the change in adhesion is small. That is, it indicates that the heat resistance is high. The melting point of the interlayer adhesive is a numerical value obtained from the peak value of the second scan measured in the range of 0 to 280° C. using a differential scanning calorimeter (DSC).

<繊維強化樹脂>
金属-FRP複合体100のFRP層102となる繊維強化樹脂は、マトリックス樹脂と強化繊維を含んで構成される。
<Fiber reinforced resin>
The fiber-reinforced resin that forms the FRP layer 102 of the metal-FRP composite 100 contains a matrix resin and reinforcing fibers.

繊維強化樹脂は、プレス成形の脱型時、型締め冷却無しで金型の開放と材料の脱型を行うために、200℃における貯蔵弾性率(E’200)が20MPa以上であることが好ましく、より好ましくは50MPa以上である。E’200が20MPaを下回ると、金型開放時にスプリングバックが発生し、積層成形体内部にボイドが発生し、得られる成形体の品質に劣るため好ましくない。 The fiber-reinforced resin preferably has a storage modulus (E′ 200 ) of 20 MPa or more at 200° C. in order to release the mold and release the material without cooling the mold during press molding. , more preferably 50 MPa or more. If E' 200 is less than 20 MPa, springback occurs when the mold is opened, voids are generated inside the laminated molded product, and the quality of the obtained molded product is deteriorated, which is not preferable.

また、繊維強化樹脂は、荷重たわみ温度が200℃以上であると良い。荷重たわみ温度が200℃を下回ると金型からの脱型時に積層成形体に変形を生じる恐れがあるため好ましくない。 Moreover, it is preferable that the fiber reinforced resin has a deflection temperature under load of 200° C. or more. If the deflection temperature under load is lower than 200°C, the laminated molded product may be deformed when it is removed from the mold, which is not preferable.

<強化繊維>
金属-FRP複合体100のFRP層102に使用される強化繊維には、特に制限はないが、例えば、炭素繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などが好ましく、炭素繊維がより好ましい。炭素繊維の種類については、例えば、PAN系、ピッチ系のいずれも使用可能であり、目的や用途に応じて、これらを単独で使用してもよいし、又は併用してもよい。
<Reinforcing fiber>
The reinforcing fiber used in the FRP layer 102 of the metal-FRP composite 100 is not particularly limited, but carbon fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, glass fiber, aramid fiber, etc. are preferable, and carbon fiber is more preferable. preferable. Regarding the types of carbon fibers, for example, both PAN-based and pitch-based carbon fibers can be used, and these may be used alone or in combination depending on the purpose and application.

強化繊維は、例えば一方向材、平織りや綾織などのクロス、三次元クロス、チョップドストランドマット、或いは不織布等の任意の形態で使用されるが、補強効果の面から一方向材もしくはクロス材であることが好ましい。 Reinforcing fibers are used in any form such as unidirectional material, cloth such as plain weave or twill weave, three-dimensional cloth, chopped strand mat, or nonwoven fabric. is preferred.

<マトリックス樹脂>
マトリックス樹脂は、フェノキシ樹脂を必須成分として構成される。マトリックス樹脂は、フェノキシ樹脂とともにエポキシ樹脂と架橋剤を含有するとともに、160℃以上の温度で熱架橋反応性を有する無溶剤系の樹脂組成物(以下、「マトリックス樹脂組成物」と記すことがある)の架橋硬化物であることが好ましい。なお、マトリックス樹脂組成物はプリプレグまたはプリフォームでは反応性が維持された状態であり、FRPの状態では架橋反応によって架橋硬化物となっている。
<Matrix resin>
The matrix resin is composed of a phenoxy resin as an essential component. The matrix resin is a solventless resin composition containing a phenoxy resin, an epoxy resin and a cross-linking agent, and having thermal cross-linking reactivity at a temperature of 160° C. or higher (hereinafter sometimes referred to as a “matrix resin composition”). ) is preferably a crosslinked cured product. In addition, the matrix resin composition is in a state where reactivity is maintained in the prepreg or preform state, and in the state of FRP, it is a cross-linked cured product due to a cross-linking reaction.

マトリックス樹脂組成物は、常温で固形であり、その溶融粘度は160℃以上における最小値が2000Pa・s以下である。好ましくは160℃以上における最小溶融粘度が1950Pa・s以下であり、1900Pa・s以下であるとより好ましい。160℃以上における最小溶融粘度が2000Pa・sを超えると熱プレスによる成形時に強化繊維基材へのマトリックス樹脂組成物の含浸が不十分となり、内部ボイド等の欠陥を生じ、FRPの機械物性が低下する。 The matrix resin composition is solid at room temperature, and its minimum melt viscosity at 160° C. or higher is 2000 Pa·s or less. The minimum melt viscosity at 160° C. or higher is preferably 1950 Pa·s or less, more preferably 1900 Pa·s or less. If the minimum melt viscosity at 160° C. or higher exceeds 2000 Pa·s, impregnation of the reinforcing fiber base material with the matrix resin composition becomes insufficient during molding by hot pressing, causing defects such as internal voids, and reducing the mechanical properties of the FRP. do.

また、マトリックス樹脂は、フェノキシ樹脂の2級水酸基を利用した架橋反応によって成形前よりも耐熱性が大きく上昇するため、160℃以上のTgを発現するとともに、繊維強化樹脂として200℃以上の高い荷重たわみ温度を示す成形物を得られることが特徴である。金型を使用した熱プレス成形では、成形物を脱型するために冷却操作が必要であるが、この冷却操作及び再昇温操作が成形タクトタイムを長くする原因となっており、これを短縮するために多大なエネルギーを投入しなければならない。そこで、マトリックス樹脂組成物として、その硬化物のTgが160℃以上であり、かつ、繊維強化樹脂としての荷重たわみ温度が、ホットプレス成形が可能となる金型温度以上となるものを用いることによって、ホットプレス成形時の金型温度から-10℃以内の温度で脱型することができ、ハイサイクル成形を可能としている。荷重たわみ温度が、ホットプレス成形が可能となる金型温度よりも低いと脱型の際に変形してしまう恐れがあるため、冷却操作が必要となるためにタクトタイムが長くなり、生産性が低下してしまう。 In addition, the matrix resin exhibits a Tg of 160°C or higher because the heat resistance of the matrix resin is greatly increased compared to before molding due to a cross-linking reaction using the secondary hydroxyl group of the phenoxy resin, and a high load of 200°C or higher as a fiber reinforced resin. It is characterized by obtaining a molded article exhibiting a deflection temperature. In hot press molding using a mold, cooling operation is necessary to remove the molded product from the mold, but this cooling operation and reheating operation cause the molding tact time to be long, so we will shorten it. You have to put a lot of energy into it. Therefore, by using a matrix resin composition whose cured product Tg is 160° C. or higher and whose deflection temperature under load as a fiber reinforced resin is higher than the mold temperature at which hot press molding is possible. It can be released from the mold at a temperature within -10°C from the mold temperature during hot press molding, enabling high cycle molding. If the deflection temperature under load is lower than the mold temperature at which hot press molding is possible, there is a risk of deformation during demolding. will decline.

以下、マトリックス樹脂組成物の各構成要素についてそれぞれ説明する。 Each component of the matrix resin composition will be described below.

<フェノキシ樹脂>
マトリックス樹脂組成物に必須成分として使用されるフェノキシ樹脂は、常温において固形であり、かつ160℃における溶融粘度が10000Pa・s以下であるものが適する。フェノキシ樹脂の160℃における溶融粘度は、好ましくは100~3000Pa・sであり、より好ましくは200~1000Pa・sである。溶融粘度が10000Pa・sを超えると成形加工時の熱による樹脂の流動性が悪いため、強化繊維基材内に樹脂が十分行き渡らずにボイドの原因となり、積層成形体の機械物性が低下してしまう。
<Phenoxy resin>
The phenoxy resin used as an essential component in the matrix resin composition is preferably solid at room temperature and has a melt viscosity of 10000 Pa·s or less at 160°C. The melt viscosity of the phenoxy resin at 160° C. is preferably 100 to 3000 Pa·s, more preferably 200 to 1000 Pa·s. If the melt viscosity exceeds 10,000 Pa·s, the fluidity of the resin due to heat during molding processing is poor, so that the resin does not spread sufficiently in the reinforcing fiber base material, causing voids, and the mechanical properties of the laminated molded product are deteriorated. put away.

フェノキシ樹脂は、2価フェノール化合物とエピハロヒドリンとの縮合反応、あるいは2価フェノール化合物と2官能エポキシ樹脂との重付加反応から得られる熱可塑性樹脂であり、溶液中あるいは無溶媒下に従来公知の方法で得ることができる。フェノキシ樹脂の平均分子量は、質量平均分子量(Mw)として、通常10,000~200,000であるが、好ましくは、20,000~100,000であり、より好ましくは30,000~80,000である。Mwが低すぎると積層成形体の強度が劣り、高すぎると作業性や加工性に劣るものとなり易い。なお、Mwはゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。 A phenoxy resin is a thermoplastic resin obtained from a condensation reaction of a dihydric phenol compound and epihalohydrin, or a polyaddition reaction of a dihydric phenol compound and a bifunctional epoxy resin, and is prepared by a conventionally known method in a solution or without a solvent. can be obtained with The average molecular weight of the phenoxy resin is usually 10,000 to 200,000, preferably 20,000 to 100,000, more preferably 30,000 to 80,000, as a weight average molecular weight (Mw). is. If the Mw is too low, the strength of the laminated molded product will be poor, and if it is too high, the workability and processability will tend to be poor. Mw is measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve.

フェノキシ樹脂の水酸基当量(g/eq)は、通常50~1000であるが、好ましくは100~750であり、特に好ましくは200~500である。水酸基当量が低すぎると水酸基が増えることで吸水率が上がるため、機械物性が低下する懸念があるので好ましくなく、高すぎると架橋密度が不足して耐熱性が低下する。 The hydroxyl group equivalent weight (g/eq) of the phenoxy resin is usually 50-1000, preferably 100-750, particularly preferably 200-500. If the hydroxyl equivalent is too low, the number of hydroxyl groups increases and the water absorption rate increases, which is not preferable because there is a concern that the mechanical properties may deteriorate.

フェノキシ樹脂のガラス転移点(Tg)は、65℃~100℃以下のものが適するが、好ましくは70℃~100℃、より好ましくは80℃~100℃である。ガラス転移点が65℃よりも低いと成形性は良くなるが、粉体の貯蔵安定性やプリフォームのタック性に問題が生じる。100℃よりも高いと溶融粘度も高くなり成形性や繊維への充填性が劣り、結果として、より高温のプレス成形が必要とされる。なお、フェノキシ樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定装置(DSC)を用い、10℃/分の昇温条件で、20~280℃の範囲で測定し、セカンドスキャンのピーク値より計算された数値である。 The glass transition point (Tg) of the phenoxy resin is suitably 65°C to 100°C or less, preferably 70°C to 100°C, more preferably 80°C to 100°C. If the glass transition point is lower than 65° C., the moldability is improved, but problems arise in the storage stability of the powder and the tackiness of the preform. If the temperature is higher than 100°C, the melt viscosity becomes high, resulting in poor moldability and fiber filling properties, and as a result, higher temperature press molding is required. The glass transition temperature of the phenoxy resin was measured in the range of 20 to 280° C. with a temperature rising condition of 10° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC), and was calculated from the peak value of the second scan. Numeric value.

フェノキシ樹脂としては、上記の物性を満たしたものであれば特に限定されないが、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、もしくは、ビスフェノールAとビスフェノールFの共重合型フェノキシ樹脂等が挙げられ、これらを単独または2種以上混合して使用することができる。 The phenoxy resin is not particularly limited as long as it satisfies the above physical properties. These can be used alone or in combination of two or more.

<エポキシ樹脂>
エポキシ樹脂は、2官能性以上のエポキシ樹脂が好ましく、さらに好ましくは、室温で固体であり、融点が60℃~145℃で、160℃における粘度が1.0Pa・s以下である結晶性エポキシ樹脂が良い。160℃における粘度1.0Pa・sを超えると、マトリックス樹脂組成物の強化繊維基材への充填性が劣り、得られる積層成形体の均質性に劣るため好ましくない。
<Epoxy resin>
The epoxy resin is preferably a bifunctional or higher epoxy resin, more preferably a crystalline epoxy resin that is solid at room temperature, has a melting point of 60° C. to 145° C., and a viscosity of 1.0 Pa·s or less at 160° C. is good. If the viscosity at 160° C. exceeds 1.0 Pa·s, the filling property of the matrix resin composition into the reinforcing fiber base material is deteriorated, and the homogeneity of the obtained laminated molded product is deteriorated, which is not preferable.

<架橋剤>
本発明で用いる架橋剤は、フェノキシ樹脂が有するOH基と反応する官能基を2以上有するものが使用できるが、好ましくはジカルボン酸無水物基を有する化合物(以下、単に酸無水物と呼ぶ)である。
架橋剤としての酸無水物は、フェノキシ樹脂の2級水酸基とエステル結合を形成することによって、フェノキシ樹脂を3次元架橋させるが、1つの酸無水物基は加水分解により2つのカルボキシ基を生じるので、酸無水物基1つで上記官能基を2つ有すると理解される。ジカルボン酸二無水物は4つの官能基を生じるため、モノカルボン酸無水物よりも架橋点が多くなり、架橋密度を向上させることができるので好ましく用いられる。
<Crosslinking agent>
The cross-linking agent used in the present invention can be one having two or more functional groups that react with the OH groups of the phenoxy resin, but is preferably a compound having a dicarboxylic anhydride group (hereinafter simply referred to as an acid anhydride). be.
The acid anhydride as a cross-linking agent three-dimensionally cross-links the phenoxy resin by forming an ester bond with the secondary hydroxyl group of the phenoxy resin. , is understood to have two of the above functional groups with one anhydride group. Since dicarboxylic dianhydrides produce four functional groups, they have more cross-linking points than monocarboxylic anhydrides and can improve the cross-linking density, so they are preferably used.

架橋剤としての酸無水物は、常温で固体であり、昇華性が無いものであれば特に限定されるものではないが、芳香環を有する酸無水物であるピロメリット酸無水物やエチレングリコール ビスアンヒドロトリメリテート(TMEG)、4,4’-オキシジフタル酸無水物(s-ODPA)、3,4’-オキシジフタル酸無水物(a-ODPA)、ビスフェノールA型酸二無水物(BisDA)が好ましく使われるが、フェノキシ樹脂やエポキシ樹脂との相溶性や耐吸湿性からODPA、BisDAがより好ましい。
特にハイサイクル成形を実現するには架橋反応の開始タイミングが重要であり、融点が150℃~240℃、好ましくは180℃~230℃である芳香族酸二無水物が最も好ましい架橋剤であり、このような芳香族酸二無水物として3,4’-オキシジフタル酸無水物(a-ODPA)、BisDAが例示される。なお、融点が240℃を超えるような芳香族酸二無水物は、熱プレス温度において架橋剤が溶融しないので架橋反応が遅く、溶け残りが異物となってFRPの機械物性に悪影響を及ぼす可能性があるので好ましくない。
The acid anhydride as a cross-linking agent is not particularly limited as long as it is solid at room temperature and does not sublimate, but pyromellitic anhydride, which is an acid anhydride having an aromatic ring, and ethylene glycol bis Anhydro trimellitate (TMEG), 4,4'-oxydiphthalic anhydride (s-ODPA), 3,4'-oxydiphthalic anhydride (a-ODPA), bisphenol A type dianhydride (BisDA) Although they are preferably used, ODPA and BisDA are more preferable because of their compatibility with phenoxy resins and epoxy resins and their resistance to moisture absorption.
In particular, the timing of the start of the cross-linking reaction is important for realizing high-cycle molding, and the most preferable cross-linking agent is an aromatic acid dianhydride having a melting point of 150° C. to 240° C., preferably 180° C. to 230° C., Examples of such aromatic acid dianhydrides include 3,4′-oxydiphthalic anhydride (a-ODPA) and BisDA. In the case of an aromatic acid dianhydride with a melting point exceeding 240°C, the cross-linking agent does not melt at the hot press temperature, so the cross-linking reaction is slow, and the undissolved residue may become foreign matter and adversely affect the mechanical properties of FRP. I don't like it because there is

マトリックス樹脂組成物は、フェノキシ樹脂100重量部に対して、エポキシ樹脂を5~85重量部となるように配合する。エポキシ樹脂の配合量は好ましくは、9~83重量部であり、より好ましくは10~70重量部である。エポキシ樹脂の配合量が85重量部を超えるとエポキシ樹脂の硬化に時間を要するため、脱型に必要な強度を短時間で得にくくなる。また、エポキシ樹脂の配合量が5重量部未満になるとエポキシ樹脂の配合による効果が得られなくなり、マトリックス樹脂組成物の架橋硬化物が160℃以上のTgを発現しにくくなる。 The matrix resin composition contains 5 to 85 parts by weight of epoxy resin per 100 parts by weight of phenoxy resin. The blending amount of the epoxy resin is preferably 9 to 83 parts by weight, more preferably 10 to 70 parts by weight. When the amount of the epoxy resin is more than 85 parts by weight, it takes time to harden the epoxy resin, making it difficult to obtain the strength required for demolding in a short period of time. If the amount of epoxy resin to be blended is less than 5 parts by weight, the effect of blending the epoxy resin cannot be obtained, and the crosslinked cured product of the matrix resin composition becomes difficult to develop a Tg of 160° C. or higher.

架橋剤の配合量は、通常、フェノキシ樹脂の2級水酸基1モルに対して酸無水物基0.5~1.5モルの範囲の量であり、好ましくは0.7~1.3モルの範囲の量であり、より好ましくは0.9~1.2モルの範囲である。架橋剤の配合量が少なすぎるとフェノキシ樹脂の2級水酸基に対して反応性の酸無水物基が不足するため、架橋密度が低く剛性が劣り、多すぎるとフェノキシ樹脂の2級水酸基に対して酸無水物基が過剰になり未反応の酸無水物基が硬化特性や架橋密度に悪影響を与える。 The amount of the cross-linking agent is usually in the range of 0.5 to 1.5 mol, preferably 0.7 to 1.3 mol, of the acid anhydride group per 1 mol of the secondary hydroxyl group of the phenoxy resin. A range of amounts, more preferably in the range of 0.9 to 1.2 moles. If the amount of the cross-linking agent is too small, the acid anhydride groups reactive with the secondary hydroxyl groups of the phenoxy resin will be insufficient, resulting in a low cross-linking density and poor rigidity. The acid anhydride groups become excessive and unreacted acid anhydride groups adversely affect curing properties and crosslink density.

さらに、マトリックス樹脂組成物に硬化促進剤を使用する場合、その配合量はフェノキシ樹脂、エポキシ樹脂及び架橋剤の合計量100重量部に対して、0.1~5重量部とする。その他の添加剤については、プリプレグの製造や、FRPの特性を損なわない範囲内となるよう適宜調整して添加される。 Furthermore, when a curing accelerator is used in the matrix resin composition, its blending amount is 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the phenoxy resin, epoxy resin and cross-linking agent. Other additives are appropriately adjusted and added within a range that does not impair the production of prepreg or the characteristics of FRP.

また、マトリックス樹脂組成物には、強化繊維基材への良好な付着性や成形後のFRP成形体の物性を損なわない範囲において、難燃剤、その他の熱可塑性樹脂粉末、種々の無機フィラー、体質顔料、着色剤、酸化防止剤、紫外線防止剤等その他添加物を配合することもできる。
なお、難燃剤については常温で固体であって昇華性が無いものであれば特に限定はされないが、非ハロゲン系難燃剤の使用が環境や健康などの影響から好ましく、例えば水酸化カルシウムといった無機系難燃剤や、リン酸アンモニウム類やリン酸エステル化合物といった有機系および無機系のリン系難燃剤、トリアジン化合物等の含窒素系難燃剤などが挙げられる。難燃剤の配合量については、難燃剤の種類や所望の難燃性の程度によって適宜選択されるが、マトリックス樹脂組成物100重量部に対して概ね0.01~10重量部の範囲内で、マトリックス樹脂組成物の付着性やFRPの物性を損なわない程度で配合することが好ましい。
In addition, the matrix resin composition may contain flame retardants, other thermoplastic resin powders, various inorganic fillers, and constituents as long as it does not impair the good adhesion to the reinforcing fiber substrate and the physical properties of the FRP molded body after molding. Other additives such as pigments, colorants, antioxidants, and UV inhibitors may also be added.
The flame retardant is not particularly limited as long as it is solid at room temperature and does not sublimate, but it is preferable to use a non-halogen flame retardant from the environmental and health impacts. Examples include flame retardants, organic and inorganic phosphorus-based flame retardants such as ammonium phosphates and phosphate ester compounds, and nitrogen-containing flame retardants such as triazine compounds. The amount of the flame retardant to be blended is appropriately selected depending on the type of flame retardant and the desired degree of flame retardancy. It is preferable to mix it to such an extent that the adhesiveness of the matrix resin composition and the physical properties of the FRP are not impaired.

図3に示すFRP積層体200におけるFRP層102の構成は、金属-FRP複合体100におけるFRP層102と同様であるため、説明を省略する。 The configuration of the FRP layer 102 in the FRP laminate 200 shown in FIG. 3 is the same as that of the FRP layer 102 in the metal-FRP composite 100, so the description is omitted.

[積層成形体の製造方法]
次に、本発明の実施の形態である積層成形体の製造方法について、図1及び図2に示した金属-FRP複合体100、図3に示したFRP積層体200を例に挙げて説明する。
[Manufacturing method of laminate]
Next, a method for manufacturing a laminate molded body according to an embodiment of the present invention will be described by taking the metal-FRP composite 100 shown in FIGS. 1 and 2 and the FRP laminate 200 shown in FIG. 3 as examples. .

金属-FRP複合体の製造:
図1及び図2に例示する金属-FRP複合体100は、以下の(1)~(4)の工程を実施することによって製造できる。ここで、工程(1)から工程(4)までのタクトタイムは10分間未満、好ましくは1~6分間の範囲内、より好ましくは1~3分間の範囲内である。
なお、本発明において、「タクトタイム」とは次のように規定した。工程(1)で材料を金型にセットする時点を開始時点とし、工程(3)の脱型操作後に工程(4)で金型温度が次の積層材料をホットプレス成形するために再び工程(1)の温度に調整された時点を終了時点とし、この区間の所要時間をタクトタイムとした。例えば、脱型の際に型締め冷却を行う場合、脱型後、プレス機上下の金型温度が低下してしまっているため、これをホットプレス成形が可能となる金型温度まで昇温する時間がタクトタイムに含まれる。
Production of metal-FRP composite:
The metal-FRP composite 100 illustrated in FIGS. 1 and 2 can be produced by carrying out the following steps (1) to (4). Here, the tact time from step (1) to step (4) is less than 10 minutes, preferably within the range of 1 to 6 minutes, more preferably within the range of 1 to 3 minutes.
In the present invention, "takt time" is defined as follows. The starting point is the time when the material is set in the mold in step (1), and after the demolding operation in step (3), the mold temperature is changed again in step (4) to hot press mold the next laminated material. The point in time when the temperature was adjusted to 1) was defined as the end point, and the time required for this section was defined as the tact time. For example, when mold clamping cooling is performed at the time of demolding, the mold temperature above and below the press machine has decreased after demolding. time is included in the takt time.

工程(1):
工程(1)では、金型温度が160~240℃の範囲内に保持されたプレス装置に金属部材101、層間接着剤層103となる層間接着剤およびFRP層102となる繊維強化樹脂材料をセットする。
ホットプレス成形時の金型温度が160℃未満であると金型にセットされた積層材料に熱が奪われて金型の温度が架橋反応の開始温度(約160℃)から一旦低下してしまうために好ましくなく、240℃を超えると繊維強化樹脂材料の熱劣化や架橋反応が早発してしまうおそれがある。なお、ホットプレス成形のための金型温度は好ましくは180℃~240℃の範囲内である。また、ホットプレス成形のための金型の「設定温度」は、積層材料をホットプレス成形することが可能となる温度よりも+10℃以内、もしくは、+5℃以内で高くしておくことが、温調時間の短縮と、超短時間成形を連続して行っても温調回数を削減できるという観点から好ましい。
Step (1):
In step (1), the metal member 101, the interlayer adhesive that will form the interlayer adhesive layer 103, and the fiber reinforced resin material that will form the FRP layer 102 are set in a pressing device whose mold temperature is maintained within the range of 160 to 240°C. do.
If the mold temperature during hot press molding is less than 160°C, heat is taken away by the laminated material set in the mold, and the temperature of the mold temporarily drops from the starting temperature of the cross-linking reaction (approximately 160°C). Therefore, if the temperature exceeds 240° C., the fiber-reinforced resin material may undergo thermal deterioration or prematurely undergo a cross-linking reaction. The mold temperature for hot press molding is preferably within the range of 180.degree. C. to 240.degree. In addition, the "set temperature" of the mold for hot press molding should be within +10°C or within +5°C higher than the temperature at which hot press molding of the laminated material is possible. This is preferable from the viewpoint of shortening the control time and reducing the number of times of temperature control even if ultra-short-time molding is continuously performed.

金型が、固定側の下金型と可動側の上金型を有する場合は、上金型と下金型で工程(1)におけるホットプレス成形のための設定温度に差を付けても良い。上下のどちらの金型の設定温度を高くするかはセットする積層材料の構成によって任意に設定することができるが、積層材料をセットする際に金型の熱が奪われるので下金型を高くすることが好ましい。下金型と上金型の設定温度差は、好ましくは10℃以上、好ましくは10℃~20℃である。上下の金型の設定温度に差をつけることにより、積層材料に奪われる熱を予め補填することで成形不良が起きる恐れを低減できるほか、積層成形体である金属-FRP複合体100の反りを低減させることもでき、成形品の品質が向上する効果もある。
なお、上金型と下金型の金型温度や設定温度が異なる場合に、「金型温度」や「金型の設定温度」とは低い方の温度を意味する。
When the mold has a lower mold on the fixed side and an upper mold on the movable side, the upper mold and the lower mold may have different set temperatures for hot press molding in step (1). . Which of the upper and lower molds should have a higher set temperature can be set arbitrarily depending on the configuration of the laminated material to be set. preferably. The set temperature difference between the lower mold and the upper mold is preferably 10°C or more, preferably 10°C to 20°C. By making a difference between the set temperatures of the upper and lower molds, the heat taken away by the laminated material can be compensated in advance, thereby reducing the possibility of molding defects, and also reducing the warpage of the metal-FRP composite 100, which is a laminated molded product. It can also be reduced, and there is also the effect of improving the quality of the molded product.
When the mold temperature and the set temperature are different between the upper mold and the lower mold, the "mold temperature" and the "set temperature of the mold" mean the lower temperature.

積層材料である金属部材101、層間接着剤、繊維強化樹脂材料の積層順については、金属部材101と繊維強化樹脂材料の間に層間接着剤が介在する形であれば特に限定されるものではないが、下金型側から順に金属部材101/層間接着剤/繊維強化樹脂材料という構成であることが好ましい。
また、必要に応じて層間接着剤と繊維強化樹脂材料との間に防食やその他機能付与を目的としてガラス繊維やアラミド繊維の不織布や、前記不織布に樹脂を含浸させたプリプレグなどを挿入することもできる。但し、金型にセットする積層材料の層数を過剰なものとすると金型の熱が奪われて熱板温度が低下してしまうほか、積層成形体に加熱斑が生じることによって成形不良が起きてしまうことから、成形厚みがおおよそ5mm以内、好ましくは4mm以内となるようにするとよい。
The order of lamination of the metal member 101, the interlayer adhesive, and the fiber-reinforced resin material, which are laminated materials, is not particularly limited as long as the interlayer adhesive is interposed between the metal member 101 and the fiber-reinforced resin material. However, it is preferable to have a structure of metal member 101/interlayer adhesive/fiber reinforced resin material in order from the lower mold side.
In addition, if necessary, a glass fiber or aramid fiber nonwoven fabric or a prepreg made by impregnating the nonwoven fabric with a resin may be inserted between the interlayer adhesive and the fiber-reinforced resin material for the purpose of providing anticorrosion or other functions. can. However, if the number of layers of the laminated material set in the mold is excessive, the heat of the mold will be lost and the temperature of the hot plate will decrease, and in addition, uneven heating will occur in the laminated molded product, resulting in molding defects. Therefore, it is preferable that the molded thickness is within about 5 mm, preferably within 4 mm.

積層に際して金属部材101は、表面に任意の表面処理を施しておいていてもよい。ここで、表面処理とは、例えば、亜鉛めっきやアルミニウムめっきなどの各種めっき処理、クロメート処理、ノンクロメート処理などの化成処理や、サンドブラストのような物理的もしくはケミカルエッチングなどによる化学的な表面粗化処理が挙げられるが、特にこれらに限られるものではない。また、複数種の表面処理が施されていてもよい。 The surface of the metal member 101 may be subjected to arbitrary surface treatment during lamination. Here, the surface treatment includes, for example, various plating treatments such as zinc plating and aluminum plating, chemical conversion treatments such as chromate treatment and non-chromate treatment, and chemical surface roughening such as physical or chemical etching such as sandblasting. Examples include, but are not limited to, treatments. In addition, multiple types of surface treatments may be applied.

層間接着剤は、固形状(ペレット状)、粉末状、液状などの様々な形態とすることが可能であるが、ハンドリング性などの観点からフィルム化して接着樹脂シートとして用いることが好ましい。この場合、フィルムの状態でそのまま金属部材101および繊維強化樹脂材料と積層するか、もしくは金属部材101の表面にラミネートされた状態で使用することができる。なお、層間接着剤をフィルム化する方法に特に制限はなく、一般公知の方法を用いることが可能であり、例えば、溶融押出成形法、溶液キャスティング成形法、カレンダー成形法などが挙げられる。 The interlayer adhesive can be in various forms such as solid (pellet), powder, liquid, etc. From the viewpoint of handling, it is preferable to use it as an adhesive resin sheet in the form of a film. In this case, the film can be directly laminated with the metal member 101 and the fiber-reinforced resin material, or can be used in a state of being laminated on the surface of the metal member 101 . The method for forming the interlayer adhesive into a film is not particularly limited, and generally known methods can be used, such as melt extrusion molding, solution casting molding, and calender molding.

層間接着剤の接着樹脂シートは、たとえば、5~500マイクロメートルの範囲内の厚さを有することが好ましく、5~250マイクロメートルの範囲内の厚さを有することがより好ましく、10~100マイクロメートルの範囲内の厚さを有することが最も好ましい。 The adhesive resin sheet of the interlayer adhesive, for example, preferably has a thickness in the range of 5 to 500 micrometers, more preferably 5 to 250 micrometers, more preferably 10 to 100 micrometers. Most preferably it has a thickness in the meter range.

工程(1)で使用する繊維強化樹脂材料は、プリプレグ、プリフォーム、FRP成形体のいずれの状態であってもよい。 The fiber-reinforced resin material used in step (1) may be in any state of prepreg, preform, or FRP molded body.

<プリプレグ>
繊維強化樹脂材料をプリプレグとして使用する場合、そのプリプレグはマトリックス樹脂組成物の粉末を、粉体塗装法により、強化繊維基材に付着させることによって得たものであることが好ましい。粉体塗装法には流動床を利用した流動塗装法と静電場を利用した静電塗装法があり、本発明ではそのどちらの方法も利用することができるが、強化繊維基材への付着の均一性から静電場を利用した静電塗装法が好適である。
<Prepreg>
When a fiber-reinforced resin material is used as a prepreg, the prepreg is preferably obtained by applying a matrix resin composition powder to a reinforcing fiber substrate by powder coating. Powder coating methods include a fluidized coating method using a fluidized bed and an electrostatic coating method using an electrostatic field, and both methods can be used in the present invention. An electrostatic coating method using an electrostatic field is preferable because of its uniformity.

粉体塗工法によってプリプレグを得るに際しては、マトリックス樹脂組成物を構成する各成分を低温乾燥粉砕機(セントリドライミル)等の粉砕混合機を用いて粉砕する。粉体の大きさとしては、平均粒子径が好ましくは10~100μmの範囲内、より好ましくは40~100μmの範囲内、最も好ましくは40~50μmの範囲内である。
また、マトリックス樹脂組成物中のフェノキシ樹脂粉末およびエポキシ樹脂粉末の平均粒子径が、架橋剤の平均粒子径の1~1.5倍であることが好ましい。架橋剤粉末の粒子径をフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の各粉末よりも微細にすることにより、強化繊維基材の内部にまで架橋剤が付着されるとともに、フェノキシ樹脂およびエポキシ樹脂の粒子の周囲に架橋剤が万遍なく存在することで、架橋反応を確実に進行させることができる。
When obtaining a prepreg by the powder coating method, each component constituting the matrix resin composition is pulverized using a pulverizer and mixer such as a low temperature dry pulverizer (centri dry mill). As for the size of the powder, the average particle size is preferably in the range of 10-100 μm, more preferably in the range of 40-100 μm, and most preferably in the range of 40-50 μm.
Also, the average particle size of the phenoxy resin powder and the epoxy resin powder in the matrix resin composition is preferably 1 to 1.5 times the average particle size of the cross-linking agent. By making the particle size of the cross-linking agent powder finer than that of each powder of the phenoxy resin and the epoxy resin, the cross-linking agent adheres even to the inside of the reinforcing fiber base material, and cross-linking occurs around the particles of the phenoxy resin and the epoxy resin. The presence of the agent evenly allows the cross-linking reaction to proceed reliably.

強化繊維基材へのマトリックス樹脂組成物粉末の付着量は、樹脂割合(RC)が、好ましくは20~50%の範囲内、より好ましくは25%~40%の範囲内、最も好ましくは25%~30%の範囲内でとなるように塗工することがよい。樹脂割合(RC)が50%を超えるとFRPの引張・曲げ弾性率等の機械物性が低下してしまい好ましくなく、20%を下回ると樹脂の付着量が極端に少ないことから基材内部へのマトリックス樹脂の含浸が不十分になり、熱物性、機械物性ともに低くなり好ましくない。 Regarding the amount of the matrix resin composition powder attached to the reinforcing fiber base material, the resin ratio (RC) is preferably in the range of 20 to 50%, more preferably in the range of 25% to 40%, and most preferably 25%. It is preferable to apply the content within the range of up to 30%. If the resin ratio (RC) exceeds 50%, the mechanical properties such as tensile and flexural modulus of FRP will be deteriorated, and if it is less than 20%, the amount of resin adhered will be extremely small, so it will not penetrate inside the base material. The impregnation of the matrix resin becomes insufficient, and both the thermophysical properties and the mechanical properties become poor, which is undesirable.

<FRP成形体・プリフォーム>
プリプレグを複数枚積層し、加熱かつ加圧することによりFRP成形体またはプリフォームとすることができる。プリプレグを用いるFRP成形体またはプリフォームへの予備成形は、加熱加圧成形である限り、目的とする成形物の大きさや形状に合わせて、オートクレーブ成形や金型を使用したホットプレス成形等の各種成形法を適宜選択して実施することができる。
プリプレグをFRP成形体とする場合の成形温度は、好ましくは160~240℃の範囲内、より好ましくは160℃~220℃の範囲内、最も好ましくは180℃~200℃の範囲内であり、成形圧力は好ましくは3~5MPaの範囲内である。なお、成形温度が上記範囲の上限温度を超えると、過剰な熱を加えてしまうため架橋反応が早く起きてしまうことによる急激な溶融粘度の増加によって強化繊維基材へのマトリックス樹脂の含浸が不十分となるためにFRPの機械物性の低下を招く。
<FRP moldings/preforms>
By laminating a plurality of prepregs and applying heat and pressure, an FRP molded article or preform can be obtained. As long as preforming to FRP molded articles or preforms using prepreg is heat and pressure molding, various methods such as autoclave molding and hot press molding using a mold can be used according to the size and shape of the desired molded product. A molding method can be appropriately selected and implemented.
When the prepreg is used as an FRP molded body, the molding temperature is preferably in the range of 160 to 240°C, more preferably in the range of 160 to 220°C, and most preferably in the range of 180 to 200°C. The pressure is preferably within the range of 3-5 MPa. If the molding temperature exceeds the upper limit temperature of the above range, excessive heat will be applied and the cross-linking reaction will occur quickly. Since it is sufficient, it causes deterioration of the mechanical properties of FRP.

金属―FRP複合体100の製造に使用されるプリプレグは、架橋反応によって高温時での機械強度を速やかに発現させることができる。このため、加熱プレス機の熱板や金型が接触している時間が10分間未満の極短時間でよく、さらに熱板や金型を冷却することなしに脱型することができるハイサイクル成形が可能である。 The prepreg used to manufacture the metal-FRP composite 100 can quickly develop mechanical strength at high temperatures through a cross-linking reaction. For this reason, the contact time of the hot plate and the mold of the hot press machine can be very short, less than 10 minutes, and the hot plate and the mold can be demolded without cooling. is possible.

一方、プリプレグをプリフォームとする場合は、熱プレスを90~200℃、好ましくは160~200℃の温度とし、1~5MPaの圧力で10秒~2分間の短時間で平板状となるように成形加工するとよい。
プリプレグを架橋反応が開始する温度未満で熱プレスすることによって、マトリックス樹脂組成物が再流動可能な程度に架橋反応が留まった状態、すなわちプリフォームとし、160℃以上の温度で再成形することによって架橋反応を完結させるとともに賦形することができる。
On the other hand, when a prepreg is used as a preform, it is hot-pressed at a temperature of 90 to 200° C., preferably 160 to 200° C., and a pressure of 1 to 5 MPa for a short time of 10 seconds to 2 minutes to form a flat plate. Molding is recommended.
By hot-pressing the prepreg at a temperature lower than the temperature at which the cross-linking reaction starts, the state in which the cross-linking reaction remains to the extent that the matrix resin composition can reflow, that is, a preform, and remolding at a temperature of 160 ° C. or higher. The cross-linking reaction can be completed and shaped.

繊維強化樹脂材料、層間接着剤(接着樹脂シート)の接着面は、例えば、ブラスト処理等による粗化や、プラズマ処理、コロナ処理などによる活性化がなされていることが好ましい。 The bonding surfaces of the fiber-reinforced resin material and the interlayer adhesive (adhesive resin sheet) are preferably roughened by blasting or the like, or activated by plasma treatment or corona treatment.

金型と積層材料の間には、必要に応じて鏡面板や離型シートを配置するとよい。特に繊維強化材料と金型が直接接触すると樹脂の癒着が起こり、脱型の障害となったり、連続生産時に製品表面の外観を低下させる原因となる。
また、熱プレス時における製品の滑りなどを防止するためにワークエリア外にずれ防止のためのピンなど配置しておくこともよい。
A specular plate or release sheet may be placed between the mold and the laminate material, if necessary. In particular, direct contact between the fiber-reinforced material and the mold causes adhesion of the resin, which hinders removal from the mold and causes deterioration of the appearance of the product surface during continuous production.
Further, it is also possible to arrange a pin or the like for preventing slippage outside the work area in order to prevent the product from slipping during hot pressing.

積層材料は熱プレス機の金型以外の場所で予め90~120℃に予熱されているとよい。予熱されていることで熱プレス機にセットした際の金型温度の低下が小さくなるために成形品質の向上が図ることができる。なお、予熱は一般的な大気オーブンやホットプレートなどで良いが、移動中の温度低下をなるべく抑えるために熱プレス装置の近傍で行うことが好ましい。なお、160℃を超える温度で予熱を行うと、架橋反応が早発してしまうため適さない。 The laminate material is preferably preheated to 90 to 120° C. in a place other than the mold of the heat press. Preheating reduces the decrease in mold temperature when the mold is set in the hot press machine, so that molding quality can be improved. Preheating may be performed by a general atmospheric oven or a hot plate, but it is preferable to perform preheating in the vicinity of the heat press apparatus in order to suppress the temperature drop during movement as much as possible. Note that preheating at a temperature exceeding 160° C. is not suitable because the cross-linking reaction occurs prematurely.

工程(2):
工程(2)は、金型を閉じ、ホットプレス成形により、金属部材101と繊維強化樹脂材料を層間接着剤により積層一体化して複合化させると同時に賦形を行う。
Step (2):
In the step (2), the mold is closed, and the metal member 101 and the fiber-reinforced resin material are laminated and integrated with an interlayer adhesive by hot press molding, and shaping is performed at the same time.

<加熱圧着条件>
金属部材101と、層間接着剤と、繊維強化樹脂材料であるプリプレグ(又はFRP成形体又はプリフォーム)とを複合化するための加熱圧着温度は、160℃~240℃の範囲内、好ましくは160~220℃、最も好ましくは190℃~210℃の範囲内がよい。上限温度を超えると、樹脂が繊維に含浸する前に架橋反応が進行し、含浸不良が起きる可能性がある。また、下限温度を下回ると樹脂の溶融粘度が高くなり、強化繊維基材への含浸性が悪くなる。なお、「加熱加圧温度」は、ホットプレス成形のための金型の「設定温度」と厳密には異なる場合があるが、該設定温度から-5℃以内であることが好ましい。
<Conditions for thermocompression bonding>
The thermocompression bonding temperature for combining the metal member 101, the interlayer adhesive, and the fiber-reinforced resin material prepreg (or FRP molding or preform) is in the range of 160°C to 240°C, preferably 160°C. ~220°C, most preferably 190°C to 210°C. If the temperature exceeds the upper limit, the cross-linking reaction may proceed before the resin impregnates the fibers, resulting in poor impregnation. On the other hand, when the temperature is below the lower limit temperature, the melt viscosity of the resin becomes high, and the impregnation of the reinforcing fiber base material becomes poor. The "heating and pressurizing temperature" may be strictly different from the "set temperature" of the mold for hot press molding, but it is preferably within -5°C from the set temperature.

圧着する際の圧力は、例えば3MPa以上が好ましく、3~5MPaの範囲内がより好ましい。圧力が上限を超えると、過剰な圧力を加えてしまうため、変形や損傷が発生する可能性があり、また下限を下回ると強化繊維基材への含浸性が悪くなる。 The pressure during crimping is preferably, for example, 3 MPa or more, more preferably within the range of 3 to 5 MPa. If the pressure exceeds the upper limit, deformation or damage may occur due to the application of excessive pressure.

加熱加圧処理時間については、繊維強化樹脂材料としてプリプレグ、プリフォーム、FRP成形体のいずれを用いるかによって異なるが、プリプレグやプリフォームであれば1分以上、最大でも10分間未満、好ましくは2~5分間の範囲内、より好ましくは2~3分間の範囲内あれば十分であり、FRP成形体であれば少なくとも0.5分以上あれば十分に加熱圧着が可能であり、最大でも10分間未満、好ましくは0.5~5分間の範囲内、より好ましくは0.5~2分間の範囲内であれば十分である。 The heating and pressurizing time varies depending on whether the fiber-reinforced resin material is a prepreg, a preform, or an FRP molded body. 5 minutes, more preferably 2 to 3 minutes is sufficient, and in the case of FRP molded products, it is possible to heat and press for at least 0.5 minutes, and 10 minutes at most. Less than, preferably in the range of 0.5 to 5 minutes, more preferably in the range of 0.5 to 2 minutes is sufficient.

工程(3):
工程(3)は、工程(1)の金型温度から-10℃以内の温度で積層一体化された積層成形体である金属-FRP複合体100を脱型してプレス装置より取り出す工程である。
Step (3):
Step (3) is a step of demolding the metal-FRP composite 100, which is a laminated molded body integrated at a temperature within −10° C. from the mold temperature of step (1), and removing it from the press. .

工程(2)の終了後、通常は型締め状態で金型を冷却し(型締め冷却)、金属-FRP複合体100を脱型するが、本発明方法によれば、脱型時には型締め冷却は不要である。なお、成形加工時に金型の熱が成形体に奪われることによる温度低下は型締め冷却とは見做さない。 After step (2) is completed, the mold is usually cooled in a clamped state (mold clamping cooling), and the metal-FRP composite 100 is removed from the mold. is unnecessary. It should be noted that the temperature drop due to the heat of the mold being taken away by the molded product during the molding process is not regarded as mold clamping cooling.

本発明において、脱型時の金型温度(単に「脱型温度」と記すことがある)はホットプレス成形のための金型温度[つまり、工程(1)の金型温度]から-10℃以内であり、好ましくは-5℃以内、最も好ましくは工程(1)の金型温度のままである。ここで、「工程(1)の金型温度-10℃以内」とは、型締め冷却のような強制的な冷却を行わない意味である。型締め冷却を行わないことで、型締め冷却に要する時間と、次の工程(4)で金型を再加熱して工程(1)の金型温度に復帰させるまでの時間を節減して次の製品の成形加工が可能となるためにタクトタイムを大幅に短縮することができる。このように、本発明方法では工程(3)に必要な時間を大幅に低減できることが特徴であり、かかる観点から、工程(3)に要する時間は、タクトタイムの20%以下、好ましくは5~15%の範囲内、より好ましくは5~10%の範囲内とすることができる。 In the present invention, the mold temperature at the time of demolding (sometimes simply referred to as “demolding temperature”) is −10° C. from the mold temperature for hot press molding [that is, the mold temperature in step (1)]. within, preferably within −5° C., most preferably at the mold temperature of step (1). Here, “within the mold temperature of −10° C. in step (1)” means that forced cooling such as mold clamping cooling is not performed. By not performing mold clamping cooling, the time required for mold clamping cooling and the time required to reheat the mold in the next step (4) to return to the mold temperature in step (1) can be saved. The takt time can be greatly reduced because it is possible to mold and process the product. Thus, the method of the present invention is characterized in that the time required for step (3) can be significantly reduced, and from this point of view, the time required for step (3) is 20% or less of the tact time, preferably 5 to 5. It can be in the range of 15%, more preferably in the range of 5-10%.

工程(4):
工程(4)は、金型温度を工程(1)の金型温度に調整する工程であり、工程(3)で脱型温度が工程(1)の金型温度よりも低下した場合は、該工程(1)の金型温度まで上昇させる。工程(3)で脱型温度が低下せずに工程(1)の金型温度のまま維持される場合は、工程(3)と工程(4)は同時進行することとなるため、工程(3)の終点である脱型時点を工程(4)の終点とみなすことができる。
このように、本発明方法では工程(3)の所要時間の削減に加え、工程(4)に必要な時間を大幅に削減できることも特徴であり、かかる観点から、工程(4)に要する時間は、30秒以下が望ましく、例えばタクトタイムの15%以下、好ましくは0~5%の範囲内とする。なお、次のサイクルが存在しない場合は、最後のサイクルの工程(3)の終点である脱型時を工程(4)の終点とみなすことができる。
Step (4):
Step (4) is a step of adjusting the mold temperature to the mold temperature of step (1), and when the demolding temperature in step (3) is lower than the mold temperature of step (1), The mold temperature is increased to that of step (1). If the demolding temperature in step (3) does not decrease and is maintained at the mold temperature in step (1), step (3) and step (4) will proceed simultaneously. ) can be regarded as the end point of step (4).
In this way, the method of the present invention is characterized in that in addition to the reduction in the time required for step (3), the time required for step (4) can be significantly reduced. From this point of view, the time required for step (4) is , 30 seconds or less, for example, 15% or less of the tact time, preferably in the range of 0 to 5%. If there is no next cycle, the end point of step (4) can be regarded as the end point of step (3) in the last cycle.

<任意工程>
脱型後の成形品である金属-FRP複合体100は、自然冷却や送風などによる強制冷却、例えば40℃程度の環境下での緩やかな冷却を行っても良い。
<Optional process>
The metal-FRP composite 100, which is a molded product after demolding, may be subjected to natural cooling or forced cooling by blowing air, for example, gentle cooling in an environment of about 40°C.

また、加熱圧着後の金属-FRP複合体100は、そのままでも十分な機械強度を発現しているが、例えば自動車用途などの高い信頼性が要求される用途に対して適用する場合は、例えば160~240℃の範囲内の温度で5~60分間程度、ポストキュアを行うことが好ましい。ポストキュアにより架橋反応を完結させることによって品質(強度、耐熱性)がより安定化する。なお、塗装などの後工程での熱履歴をポストキュアとして利用することも可能である。 In addition, the metal-FRP composite 100 after thermocompression bonding exhibits sufficient mechanical strength as it is. Post-curing is preferably performed at a temperature within the range of 240° C. for about 5 to 60 minutes. The quality (strength, heat resistance) is further stabilized by completing the cross-linking reaction by post-curing. In addition, it is also possible to utilize the heat history in a post-process such as painting as a post-cure.

<後加工>
金属-FRP複合体100に対する後工程では、塗装の他、他の部材とのボルトやリベット留めなどによる機械的な接合のための穴あけ加工、接着接合のための接着剤の塗布などが行われ、組立が行われる。
<Post-processing>
In the post-process for the metal-FRP composite 100, in addition to painting, holes are drilled for mechanical bonding with other members such as bolts and riveting, and adhesive is applied for adhesive bonding. Assembly takes place.

FRP積層体の製造:
図3に例示するFRP積層体200は、以下の(1)~(4)の工程を実施することによって製造できる。ここで、工程(1)から工程(4)までのタクトタイムは10分間未満、好ましくは1~6分間の範囲内、より好ましくは1~3分間の範囲内である。なお、タクトタイムの意味は、金属-FRP複合体100を製造する場合と同様である。
Production of FRP laminate:
The FRP laminate 200 illustrated in FIG. 3 can be manufactured by carrying out the following steps (1) to (4). Here, the tact time from step (1) to step (4) is less than 10 minutes, preferably within the range of 1 to 6 minutes, more preferably within the range of 1 to 3 minutes. The meaning of the tact time is the same as in the case of manufacturing the metal-FRP composite 100.

工程(1):
工程(1)では、金型温度が160~240℃の範囲内に保持されたプレス装置に複数層のFRP層102となる複数層の繊維強化樹脂材料をセットする。
ホットプレス成形時の金型温度が160℃未満であると金型にセットされた積層材料に熱が奪われて金型の温度が架橋反応の開始温度(約160℃)から一旦低下してしまうために好ましくなく、240℃を超えると繊維強化樹脂材料の熱劣化や架橋反応が早発してしまうおそれがある。なお、ホットプレス成形のための金型温度は好ましくは180℃~240℃の範囲内である。また、ホットプレス成形のための金型の「設定温度」は、積層材料をホットプレス成形することが可能となる温度よりも+10℃以内、もしくは、+5℃以内で高くしておくことが、温調時間の短縮と、超短時間成形を連続して行っても温調回数を削減できるという観点から好ましい。
Step (1):
In step (1), a plurality of layers of fiber-reinforced resin material that will form the plurality of FRP layers 102 are set in a pressing device whose mold temperature is maintained within the range of 160 to 240°C.
If the mold temperature during hot press molding is less than 160°C, heat is taken away by the laminated material set in the mold, and the temperature of the mold temporarily drops from the starting temperature of the cross-linking reaction (approximately 160°C). Therefore, if the temperature exceeds 240° C., the fiber-reinforced resin material may undergo thermal deterioration or prematurely undergo a cross-linking reaction. The mold temperature for hot press molding is preferably within the range of 180.degree. C. to 240.degree. In addition, the "set temperature" of the mold for hot press molding should be within +10°C or within +5°C higher than the temperature at which hot press molding of the laminated material is possible. This is preferable from the viewpoint of shortening the control time and reducing the number of times of temperature control even if ultra-short-time molding is continuously performed.

金型が、固定側の下金型と可動側の上金型を有する場合は、上金型と下金型で工程(1)におけるホットプレス成形のための設定温度に差を付けても良い。上下のどちらの金型の設定温度を高くするかはセットする積層材料の構成によって任意に設定することができるが、積層材料をセットする際に金型の熱が奪われるので下金型を高くすることが好ましい。下金型と上金型の設定温度差は、好ましくは10℃以上、好ましくは10℃~20℃である。上下の金型の設定温度に差をつけることにより、積層材料に奪われる熱を予め補填することで成形不良が起きる恐れを低減できるほか、積層成形体であるFRP積層体200の反りを低減させることもでき、成形品の品質が向上する効果もある。 When the mold has a lower mold on the fixed side and an upper mold on the movable side, the upper mold and the lower mold may have different set temperatures for hot press molding in step (1). . Which of the upper and lower molds should have a higher set temperature can be set arbitrarily depending on the configuration of the laminated material to be set. preferably. The set temperature difference between the lower mold and the upper mold is preferably 10°C or more, preferably 10°C to 20°C. By making a difference between the set temperatures of the upper and lower molds, the heat taken away by the laminated material can be compensated in advance, thereby reducing the possibility of molding defects, and also reducing the warpage of the FRP laminate 200, which is a laminated molded product. It also has the effect of improving the quality of the molded product.

積層材料である複数層の繊維強化樹脂材料の間には、必要に応じて、接着剤フィルムや機能付与を目的としてガラス繊維やアラミド繊維の不織布や、前記不織布に樹脂を含浸させたプリプレグなどを挿入することもできる。但し、金型にセットする積層材料の層数を過剰なものとすると金型の熱が奪われて熱板温度が低下してしまうほか、積層材料に加熱斑が生じることによって成形不良が起きてしまうことから、成形厚みがおおよそ5mm以内、好ましくは4mm以内となるようにするとよい。 Between the multiple layers of the fiber reinforced resin material that is the laminated material, if necessary, an adhesive film, a nonwoven fabric of glass fiber or aramid fiber for the purpose of imparting functions, a prepreg made by impregnating the nonwoven fabric with a resin, etc. can also be inserted. However, if the number of layers of the laminated material set in the mold is excessive, the heat of the mold will be lost and the temperature of the hot plate will drop, and the laminated material will be unevenly heated, resulting in molding defects. Therefore, the molding thickness should be within 5 mm, preferably within 4 mm.

工程(1)で使用する繊維強化樹脂材料は、プリプレグ、プリフォームのいずれの状態であってもよい。プリプレグ、プリフォームについては、金属-FRP複合体100の製造において説明した内容と同じであるため説明を省略する。 The fiber-reinforced resin material used in step (1) may be in either a prepreg or preform state. Since the prepreg and preform are the same as those described in the manufacturing of the metal-FRP composite 100, description thereof is omitted.

金型と積層材料の間には、必要に応じて鏡面板や離型シートを配置するとよい。特に繊維強化材料と金型が直接接触すると樹脂の癒着が起こり、脱型の障害となったり、連続生産時に製品表面の外観を低下させる原因となる。
また、熱プレス時における製品の滑りなどを防止するためにワークエリア外にずれ防止のためのピンなど配置しておくこともよい。
A specular plate or release sheet may be placed between the mold and the laminate material, if necessary. In particular, direct contact between the fiber-reinforced material and the mold causes adhesion of the resin, which hinders removal from the mold and causes deterioration of the appearance of the product surface during continuous production.
Further, it is also possible to arrange a pin or the like for preventing slippage outside the work area in order to prevent the product from slipping during hot pressing.

積層材料は熱プレス機の金型以外の場所で予め90~120℃に予熱されているとよい。予熱されていることで熱プレス機にセットした際の金型温度の低下が小さくなるために成形品質の向上が図ることができる。なお、予熱は一般的な大気オーブンやホットプレートなどで良いが、移動中の温度低下をなるべく抑えるために熱プレス装置の近傍で行うことが好ましい。なお、160℃を超える温度で予熱を行うと、架橋反応が早発してしまうため適さない。 The laminate material is preferably preheated to 90 to 120° C. in a place other than the mold of the heat press. Preheating reduces the decrease in mold temperature when the mold is set in the hot press machine, so that molding quality can be improved. Preheating may be performed by a general atmospheric oven or a hot plate, but it is preferable to perform preheating in the vicinity of the heat press apparatus in order to suppress the temperature drop during movement as much as possible. Note that preheating at a temperature exceeding 160° C. is not suitable because the cross-linking reaction occurs prematurely.

工程(2):
工程(2)は、金型を閉じ、ホットプレス成形により、複数層の繊維強化樹脂材料を積層一体化させると同時に賦形を行う。
Step (2):
In step (2), the mold is closed, and a plurality of layers of the fiber-reinforced resin material are laminated and integrated by hot press molding, and shaping is performed at the same time.

<加熱圧着条件>
繊維強化樹脂材料となるプリプレグ(又はプリフォーム)とを複合化するための加熱圧着温度は、160℃~240℃の範囲内、好ましくは160~220℃、最も好ましくは190℃~210℃の範囲内がよい。上限温度を超えると、樹脂が繊維に含浸する前に架橋反応が進行し、含浸不良が起きる可能性がある。また、下限温度を下回ると樹脂の溶融粘度が高くなり、強化繊維基材への含浸性が悪くなる。なお、「加熱加圧温度」は、ホットプレス成形のための金型の「設定温度」と厳密には異なる場合があるが、該設定温度から-5℃以内であることが好ましい。
<Conditions for thermocompression bonding>
The thermocompression bonding temperature for compositing the prepreg (or preform) to be the fiber-reinforced resin material is in the range of 160°C to 240°C, preferably 160°C to 220°C, most preferably 190°C to 210°C. inside is good. If the temperature exceeds the upper limit, the cross-linking reaction may proceed before the resin impregnates the fibers, resulting in poor impregnation. On the other hand, when the temperature is below the lower limit temperature, the melt viscosity of the resin becomes high, and the impregnation of the reinforcing fiber base material becomes poor. The "heating and pressurizing temperature" may be strictly different from the "set temperature" of the mold for hot press molding, but it is preferably within -5°C from the set temperature.

圧着する際の圧力は、例えば3MPa以上が好ましく、3~5MPaの範囲内がより好ましい。圧力が上限を超えると、過剰な圧力を加えてしまうため、変形や損傷が発生する可能性があり、また下限を下回ると強化繊維基材への含浸性が悪くなる。 The pressure during crimping is preferably, for example, 3 MPa or more, more preferably within the range of 3 to 5 MPa. If the pressure exceeds the upper limit, deformation or damage may occur due to the application of excessive pressure.

加熱加圧処理時間については、繊維強化樹脂材料としてプリプレグ、プリフォームのいずれを用いるかによって異なるが、プリプレグやプリフォームであれば1分以上、最大でも10分間未満、好ましくは2~5分間の範囲内、より好ましくは2~3分間の範囲内であれば十分である。 The heat and pressure treatment time varies depending on whether prepreg or preform is used as the fiber reinforced resin material. Any time within the range, more preferably between 2 and 3 minutes, is sufficient.

工程(3):
工程(3)は、工程(1)の金型温度から-10℃以内の温度で積層一体化された積層成形体であるFRP積層体200を脱型してプレス装置より取り出す工程である。
Step (3):
Step (3) is a step of demolding the FRP laminate 200, which is a laminate molded body laminated and integrated at a temperature within −10° C. from the mold temperature of step (1), and removing it from the press machine.

工程(2)の終了後、通常は型締め状態で金型を冷却し、FRP積層体200を脱型するが、本発明方法によれば、脱型時には型締め冷却は不要である。なお、成形加工時に金型の熱が成形体に奪われることによる温度低下は型締め冷却とは見做さない。 After step (2) is completed, the mold is usually cooled while the mold is clamped, and the FRP laminate 200 is removed from the mold. It should be noted that the temperature drop due to the heat of the mold being taken away by the molded product during the molding process is not regarded as mold clamping cooling.

本発明において、脱型温度は、ホットプレス成形のための金型温度[つまり、工程(1)の金型温度]から-10℃以内であり、好ましくは-5℃以内、最も好ましくは工程(1)の金型温度のままである。ここで、「工程(1)の金型温度-10℃以内」とは、型締め冷却のような強制的な冷却を行わない意味である。型締め冷却を行わないことで、型締め冷却に要する時間と、次の工程(4)で金型を再加熱して工程(1)の金型温度に復帰させるまでの時間を節減して次の製品の成形加工が可能となるためにタクトタイムを大幅に短縮することができる。このように、本発明方法では工程(3)に必要な時間を大幅に低減できることが特徴であり、かかる観点から、工程(3)に要する時間は、タクトタイムの20%以下、好ましくは5~15%の範囲内、より好ましくは5~10%の範囲内とすることができる。 In the present invention, the demolding temperature is within −10° C., preferably within −5° C., most preferably within the step ( The mold temperature in 1) remains the same. Here, “within the mold temperature of −10° C. in step (1)” means that forced cooling such as mold clamping cooling is not performed. By not performing mold clamping cooling, the time required for mold clamping cooling and the time required to reheat the mold in the next step (4) to return to the mold temperature in step (1) can be saved. The takt time can be greatly reduced because it is possible to mold and process the product. Thus, the method of the present invention is characterized in that the time required for step (3) can be significantly reduced, and from this point of view, the time required for step (3) is 20% or less of the tact time, preferably 5 to 5. It can be in the range of 15%, more preferably in the range of 5-10%.

工程(4):
工程(4)は、金型温度を工程(1)の金型温度に調整する工程であり、工程(3)で脱型温度が工程(1)の金型温度よりも低下した場合は該工程(1)の金型温度まで上昇させる。工程(3)で脱型温度が低下せずに工程(1)の金型温度のまま維持される場合は、工程(3)と工程(4)は同時進行することとなるため、工程(3)の終点である脱型時点を工程(4)の終点とみなすことができる。
このように、本発明方法では工程(3)の所要時間の削減に加え、工程(4)に必要な時間を大幅に削減できることも特徴であり、かかる観点から、工程(4)に要する時間は、30秒以下が望ましく、例えばタクトタイムの15%以下、好ましくは0~5%の範囲内とする。なお、次のサイクルが存在しない場合は、最後のサイクルの工程(3)の終点である脱型時を工程(4)の終点とみなすことができる。
Step (4):
Step (4) is a step of adjusting the mold temperature to the mold temperature of step (1), and when the demolding temperature is lower than the mold temperature of step (1) in step (3), the step Raise the mold temperature to (1). If the demolding temperature in step (3) does not decrease and is maintained at the mold temperature in step (1), step (3) and step (4) will proceed simultaneously. ) can be regarded as the end point of step (4).
In this way, the method of the present invention is characterized in that in addition to the reduction in the time required for step (3), the time required for step (4) can be significantly reduced. From this point of view, the time required for step (4) is , 30 seconds or less, for example, 15% or less of the tact time, preferably in the range of 0 to 5%. If there is no next cycle, the end point of step (4) can be regarded as the end point of step (3) in the last cycle.

<任意工程>
脱型後の成形品であるFRP積層体200について、任意工程として、金属-FRP複合体100の製造と同様に、冷却、ポストキュア、後加工などを実施することができる。
<Optional process>
As for the FRP laminate 200, which is a molded product after demolding, cooling, post-curing, post-processing, etc. can be carried out as in the manufacturing of the metal-FRP composite 100 as optional steps.

<作用>
次に、図4及び図5を参照して本発明方法の作用について説明する。
図4は、本発明方法のサイクル成形における工程(1)~(4)の金型温度と圧力の変化を時系列に示すタイミングチャートである。横軸は時間経過を示している。縦軸のT1は積層材料を成形可能な金型温度、T2は脱型時の金型温度(脱型温度)を意味する。また、縦軸のP1はプレス圧力、P2は脱型圧力(常圧)を意味する。また、図中の(1)、(2)、(3)、(4)の数字は、工程(1)~(4)に対応している。なお、積層材料をホットプレス成形するための金型の設定温度は、T1+10℃以内、もしくは、+5℃以内とすることが好ましい。
<Action>
Next, the operation of the method of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
FIG. 4 is a timing chart showing changes in mold temperature and pressure in steps (1) to (4) in the cycle molding of the method of the present invention in chronological order. The horizontal axis indicates the passage of time. T1 on the vertical axis represents the mold temperature at which the laminated material can be molded, and T2 represents the mold temperature at the time of demolding (demolding temperature). Also, P1 on the vertical axis means press pressure, and P2 means demolding pressure (normal pressure). Also, numbers (1), (2), (3), and (4) in the figure correspond to steps (1) to (4). The set temperature of the mold for hot-press molding the laminated material is preferably within T1+10°C or within +5°C.

図4に示すように、本発明方法では、まず、金型温度がT1に保持されているt0で積層材料をセットする。つまり、t0からt1までのいずれかの時点で工程(1)が実施される。なお、図4では積層材料に熱が奪われることによる金型温度の低下は示していない(図5も同様である)。
次に、t1から加圧を開始し、圧力をP1に上昇させる。なお、厳密には加圧を開始して圧力がP2からP1に達するまで僅かな時間がかかるが、他の工程時間に比べると瞬時であるため、図4では同時に描いている(図5も同様である)。そして、t2で加圧を解除し圧力をP2まで降下させる。なお、厳密には圧力がP1からP2に降下するまで僅かな時間がかかるが、他の工程時間に比べて瞬時であるため、図4では同時に描いている(図5も同様である)。以上のt1からt2までの間が工程(2)の長さに相当する。なお、図4では、温度T1、圧力P1が維持される区間(例えば、t1からt2まで、t5からt6まで、t9からt10まで)が加熱加圧処理時間に相当する。
次に、t3で脱型する。つまり、工程(3)が実施される。このとき、脱型温度T2は、ホットプレス成形のための工程(1)の金型温度T1を基準にしてT1-10℃以内である。図4では、t3で脱型するときの金型温度が工程(1)と同じ金型温度T1に維持にされる場合を描いている(つまり、T1=T2)。そのため、脱型時点t3を実質的に工程(4)の終点t4とみなすことが可能であり、t3とt4が実質的に同時となる。すなわち、図4に示す例では、事実上、工程(3)と工程(4)が同時進行で実施されることになり、脱型時点のt3で金型温度がT1に調節されているので、工程(4)もt3で終了する。そのため、脱型時点のt3で次のサイクルの積層材料を金型にセットする準備が整い、t3を次のサイクルにおける工程(1)の開始タイミングとすることができる。したがって、図4に示す例ではタクトタイムの短縮化が可能になっている。
なお、図示は省略するが、脱型時点t3で脱型温度がT1よりも低下した場合は、脱型後に金型温度を調整し、t4までかけてT1まで昇温させる。この場合、t3からt4までの間が工程(4)の長さに相当するが、本発明では脱型時の温度低下が金型温度T1を基準にしてT1-10℃以内であるため、工程(4)は極めて短時間で行われ、タクトタイムに与える影響が少ない。
As shown in FIG. 4, in the method of the present invention, first, the laminate material is set at t0 when the mold temperature is kept at T1. In other words, step (1) is performed at any time from t0 to t1. It should be noted that FIG. 4 does not show the decrease in mold temperature due to the heat being taken away by the laminated material (the same applies to FIG. 5).
Next, pressurization is started from t1 and the pressure is increased to P1. Strictly speaking, it takes a short time for the pressure to reach from P2 to P1 after the start of pressurization. is). At t2, the pressurization is released and the pressure is lowered to P2. Strictly speaking, it takes a little time for the pressure to drop from P1 to P2, but it is drawn at the same time in FIG. 4 (the same applies to FIG. 5) because it is instantaneous compared to other process times. The period from t1 to t2 above corresponds to the length of step (2). Note that, in FIG. 4, the sections in which the temperature T1 and the pressure P1 are maintained (for example, from t1 to t2, from t5 to t6, from t9 to t10) correspond to the heating and pressurizing processing time.
Next, the mold is demolded at t3. That is, step (3) is performed. At this time, the demolding temperature T2 is within T1-10° C. with reference to the mold temperature T1 in step (1) for hot press molding. FIG. 4 illustrates the case where the mold temperature is maintained at the same mold temperature T1 as in step (1) when demolding at t3 (that is, T1=T2). Therefore, the demolding time t3 can be substantially regarded as the end point t4 of step (4), and t3 and t4 are substantially simultaneous. That is, in the example shown in FIG. 4, step (3) and step (4) are actually performed simultaneously, and the mold temperature is adjusted to T1 at t3 at the time of demolding. Step (4) also ends at t3. Therefore, at t3 when the mold is demolded, preparation for setting the lamination material for the next cycle in the mold is completed, and t3 can be set as the start timing of step (1) in the next cycle. Therefore, in the example shown in FIG. 4, the tact time can be shortened.
Although not shown, if the demolding temperature drops below T1 at the demolding time t3, the mold temperature is adjusted after demolding and is raised to T1 until t4. In this case, the period from t3 to t4 corresponds to the length of step (4). (4) is performed in a very short time and has little effect on the takt time.

以上のt0からt4までの間が1回目のサイクルにおけるタクトタイムである。ここで、t4は金型温度がT1に調節されており、次のサイクルの積層材料を金型にセットする準備が整った状態であることから、次のサイクルにおける工程(1)が開始されるタイミングとすることができる。 The period from t0 to t4 is the tact time in the first cycle. Here, at t4, the mold temperature has been adjusted to T1, and since the lamination material for the next cycle is ready to be set in the mold, step (1) in the next cycle is started. can be timing.

従って、t4以降t5までの間に金型温度をT1に保持した状態で2回目の積層材料をセットすることができる。そして、t5からt6まで加圧し、圧力がP2に降下後、t7で脱型すると同時に工程(4)の終点t8となる。以上のt4~t8までが2回目のサイクルにおけるタクトタイムである。ここで、t8は金型温度がT1に調節されており、次のサイクルの積層材料を金型にセットする準備が整った状態であることから、次のサイクルにおける工程(1)が開始されるタイミングとすることができる。
同様にして、t8以降t9までの間に金型温度をT1に保持した状態で3回目の積層材料をセットし、t9からt10まで加圧し、圧力がP2に降下後、t11で脱型すると同時に工程(4)の終点t12となる。以上のt8~t12までが3回目のサイクルにおけるタクトタイムである。ここで、t12は金型温度がT1に調節されており、次のサイクルの積層材料を金型にセットする準備が整った状態であることから、次のサイクルにおける工程(1)が開始されるタイミングとすることができる。
以降、同様にして成形を繰り返し、積層成形体を連続的に製造することができる。
Therefore, the second lamination material can be set while the mold temperature is maintained at T1 from t4 to t5. Then, pressure is applied from t5 to t6, and after the pressure drops to P2, the mold is demolded at t7 and at the same time, the end point t8 of step (4) is reached. The above t4 to t8 is the tact time in the second cycle. Here, at t8, the mold temperature has been adjusted to T1, and since the lamination material for the next cycle is ready to be set in the mold, step (1) in the next cycle is started. can be timing.
Similarly, between t8 and t9, the third layered material is set while the mold temperature is kept at T1, pressurized from t9 to t10, and after the pressure drops to P2, the mold is demolded at t11. This is the end point t12 of step (4). The above t8 to t12 is the tact time in the third cycle. Here, at t12, the mold temperature has been adjusted to T1, and since the lamination material for the next cycle is ready to be set in the mold, step (1) in the next cycle is started. can be timing.
Thereafter, molding can be repeated in the same manner to continuously produce a laminated molded product.

以上のように、本発明方法では、脱型前の型締め冷却が不要であるためタクトタイムが短いことが理解される。なお、工程(1)から工程(4)までを1サイクルとしてN回のサイクルを連続的に繰り返して実施する場合には、最後のN回目のサイクルでは次のサイクルの準備としての工程(4)が不要になるので、N-1回目までのサイクルにおいてタクトタイムをいかに短くできるかが重要となる。 As described above, it is understood that the method of the present invention does not require clamping cooling before demolding, so that the tact time is short. It should be noted that when the steps (1) to (4) are taken as one cycle and N cycles are continuously repeated, the step (4) is performed in preparation for the next cycle in the last N-th cycle. becomes unnecessary, it is important how the tact time can be shortened in the cycles up to the (N-1)th cycle.

一方、図5は、従来方法のサイクル成形における金型温度と圧力の変化を時系列に示すタイミングチャートである。横軸は時間であり、縦軸のT1、T2、P1、P2は、図4と同様である。
図5に示すように、従来方法では、まず、金型を温度T1に保持した状態のt20で積層材料をセットする。つまり、t20からt21までのいずれかの時点で工程(1)が実施される。
次に、t21から加圧を開始し、圧力をP1に上昇させる。そして、図5のt21からt22までの間が本発明の工程(2)に相当するが、従来方法では、その後に加圧を継続しながらt22からt23まで型締め冷却を実施する。すなわち、t22から圧力P1の加圧状態のまま金型温度を型締め冷却のための設定温度であるT2まで降下させていき、金型温度がT2となったt23で加圧を解除し、圧力P2とする。そして、t24で脱型し、脱型後、t25までかけて金型温度をT1まで昇温させる。以上のt20~t25までが1回目のサイクルにおけるタクトタイムである。
同様にして、t25以降、金型温度をT1に保持した状態で次の積層材料をセットし、t26で加圧し、t27からt28まで型締め冷却を実施して金型の温度をT2まで降下させてから加圧を解除してt29で脱型し、脱型後、t30までかけて再び金型を温度T1まで昇温させる。以上のt25~t30までが2回目のサイクルにおけるタクトタイムである。
On the other hand, FIG. 5 is a timing chart showing changes in mold temperature and pressure in cycle molding of the conventional method in chronological order. The horizontal axis is time, and T1, T2, P1, and P2 on the vertical axis are the same as in FIG.
As shown in FIG. 5, in the conventional method, first, the laminate material is set at t20 while the mold is held at temperature T1. In other words, the step (1) is performed at some time from t20 to t21.
Next, pressurization is started at t21 and the pressure is increased to P1. Then, the period from t21 to t22 in FIG. 5 corresponds to step (2) of the present invention, but in the conventional method, mold clamping cooling is performed from t22 to t23 while pressurization is continued thereafter. That is, from t22, the mold temperature is lowered to T2, which is the set temperature for mold clamping cooling, while the pressure P1 is being pressurized. Let it be P2. Then, the mold is demolded at t24, and after the demolding, the mold temperature is raised to T1 until t25. The above t20 to t25 is the tact time in the first cycle.
Similarly, after t25, the next layered material is set while the mold temperature is kept at T1, pressurized at t26, and clamping cooling is performed from t27 to t28 to lower the temperature of the mold to T2. Then, the pressurization is released, and the mold is removed at t29. The above t25 to t30 is the tact time in the second cycle.

以降、同様にして成形を繰り返すことができるが、従来方法ではt22からt24までの間(t27からt29までの間)の工程(3)’が型締め冷却を含むため、本発明の工程(3)に比べて大幅に時間がかかる。また、t24からt25までの間(t29からt30までの間)が本発明の工程(4)に相当するものの、金型温度をT1に復帰させるまでの時間が本発明の工程(4)に比べて長く必要になる。このように、従来方法では型締め冷却とその後の温度復帰に相応の時間を要するため、ハイサイクルでの成形が困難であり、工業的規模での量産の支障となっていた。それに対して、本発明方法では、脱型前の型締め冷却が不要であるためタクトタイムが短く、ハイサイクルで成形を繰り返すことが可能であることから、量産性に優れており、工業的規模での積層成形体の連続的製造が可能である。 Thereafter, molding can be repeated in the same manner, but in the conventional method, the step (3)' between t22 and t24 (between t27 and t29) includes mold clamping cooling, so the step (3 ) takes significantly more time. In addition, although the period from t24 to t25 (between t29 and t30) corresponds to the step (4) of the present invention, the time until the mold temperature is returned to T1 is compared to the step (4) of the present invention. will be needed for a long time. As described above, the conventional method requires a certain amount of time for mold clamping cooling and subsequent temperature recovery, which makes high-cycle molding difficult and hinders mass production on an industrial scale. On the other hand, the method of the present invention does not require mold clamping cooling before demolding, so the tact time is short, and molding can be repeated in a high cycle, so it is excellent in mass productivity and industrial scale. It is possible to continuously produce laminate molded bodies at

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の記載に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例における各種物性の試験及び測定方法は以下のとおりである。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the description of these examples. Various physical property tests and measurement methods in Examples and Comparative Examples are as follows.

[平均粒子径(D50)]
平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置(マイクロトラックMT3300EX、日機装社製)により、体積基準で累積体積が50%となるときの粒子径を測定した。
[Average particle size ( D50 )]
The average particle size was measured by a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer (Microtrac MT3300EX, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) when the cumulative volume reached 50% on a volume basis.

[溶融粘度]
レオメータ(Anton Paar社製)を用いて、サンプルサイズ4.3cmのサンプルをパラレルプレートに挟み、20℃/minで250℃まで昇温しながら、周波数:1Hz、負荷ひずみ:5%の条件にて、複素粘度を溶融粘度として測定した。
[Melt viscosity]
Using a rheometer (manufactured by Anton Paar), a sample with a sample size of 4.3 cm 3 was sandwiched between parallel plates and heated to 250°C at a rate of 20°C/min, under the conditions of frequency: 1Hz and load strain: 5%. The complex viscosity was measured as the melt viscosity.

[DMA分析]
DMA850(TA-Instrument Japan社製)のシングルカンチレバーを用いて、サンプルサイズ(幅15mm×長さ30mm×厚み1mm)のサンプルを、昇温速度5℃/min、ひずみ0.1%、周波数1Hzで測定し、得られるtanδの極大ピークをガラス転移温度とした。
[DMA analysis]
Using a single cantilever of DMA850 (manufactured by TA-Instrument Japan), a sample with a sample size (width 15 mm × length 30 mm × thickness 1 mm) was heated at a heating rate of 5 ° C./min, a strain of 0.1%, and a frequency of 1 Hz. The maximum peak of tan δ obtained by measurement was taken as the glass transition temperature.

[樹脂割合(RC:%)]
マトリックス樹脂付着前の強化繊維基材の重量(W1)と、樹脂付着後の繊維強化樹脂材料の重量(W2)から下記の式を用いて算出した。
樹脂割合(RC:%)=(W2-W1)/W2×100
W1:樹脂付着前の強化繊維基材重量
W2:樹脂付着後の繊維強化樹脂材料の重量
[Resin ratio (RC:%)]
It was calculated using the following formula from the weight (W1) of the reinforcing fiber base material before adhesion of the matrix resin and the weight (W2) of the fiber reinforced resin material after adhesion of the resin.
Resin ratio (RC:%) = (W2-W1)/W2 x 100
W1: Weight of reinforcing fiber base material before adhesion of resin W2: Weight of fiber reinforced resin material after adhesion of resin

[曲げ試験]
JIS K 7074:1988 繊維強化プラスチックの曲げ試験方法に準拠して、金属-FRP複合体100及びFRP積層体200の機械物性(曲げ強度及び曲げ弾性率)を万能試験機(エー・アンド・デイ社製)を使用して測定した。
なお、金属-FRP複合体100は、図1に示すように、金属部材101の片側に層間接着剤層103を介してFRP層102の積層体が接合されている構造体にて評価を行っており、曲げ試験における荷重の印加方向は金属部材101側からFRP層102の積層体に向く方向とした。
[Bending test]
In accordance with JIS K 7074:1988 bending test method for fiber reinforced plastics, mechanical properties (flexural strength and flexural modulus) of metal-FRP composite 100 and FRP laminate 200 were measured using a universal testing machine (A&D Co., Ltd.). (manufactured).
As shown in FIG. 1, the metal-FRP composite 100 was evaluated with a structure in which a laminate of the FRP layer 102 is bonded to one side of the metal member 101 via the interlayer adhesive layer 103. In the bending test, the load was applied in the direction from the metal member 101 side toward the laminate of the FRP layers 102 .

[そり量計測]
そり量計測は曲げ試験用金属-FRP複合体サンプルを用い、万能試験機(エー・アンド・デイ社製)にて測定した。図6の(a)、(b)に示すように、サンプルを万能試験機にセットし、上に凸の場合の変位差と下に凸の場合の変位差を2×ΔZとし、ΔZをそり量とし、サンプル数5つの平均値を使用した。
[Measurement of warpage]
The amount of warpage was measured using a metal-FRP composite sample for bending test with a universal testing machine (manufactured by A&D). As shown in FIGS. 6(a) and 6(b), the sample is set in a universal testing machine, the displacement difference in the case of upward convexity and the displacement difference in the case of downward convexity is 2×ΔZ, and ΔZ is the warpage. The average value of 5 samples was used as the amount.

[曲率半径計測]
曲率半径はそり量の値から以下の計算式を用いて求めた。
[Curvature radius measurement]
The radius of curvature was obtained from the value of the amount of warp using the following formula.

Figure 2023124489000001
Figure 2023124489000001

式中、rは曲率半径、wは弦を意味する。ここで、図6(c)に示すように、そり量ΔZと曲率半径rと弦wとには、以下の関係が成立する。なお、曲率半径rと弦wは、サンプルの厚み方向の中点を中心Oとする仮想円の弧から導かれる。
=(r-ΔZ/2)+(w/2)
rΔZ=ΔZ/4+w/4
In the formula, r is the radius of curvature and w is the chord. Here, as shown in FIG. 6(c), the following relationship is established among the amount of warp ΔZ, the radius of curvature r, and the chord w. Note that the radius of curvature r and the chord w are derived from the arc of a virtual circle centered at the midpoint in the thickness direction of the sample.
r 2 = (r-ΔZ/2) 2 + (w/2) 2
rΔZ=ΔZ 2 /4+w 2 /4

[スプリングバックの計測]
成形体の設計厚み(h0)に対する、成形体の実体厚み(h1)の比をスプリングバックとして次式から100分率で算出した。
スプリングバック(%)=[(h1/h0)×100]-100
[Measurement of springback]
The ratio of the actual thickness (h1) of the molded body to the design thickness (h0) of the molded body was calculated as a springback from the following equation as a percentage of 100.
Springback (%) = [(h1/h0) x 100] - 100

[荷重たわみ温度]
JIS K 7191(プラスチック-荷重たわみ温度の求め方)を参考にして試験片となる繊維強化樹脂の荷重たわみ温度を測定し、荷重たわみ温度が300℃以上の場合を◎(優)、200℃以上の場合を〇(良)、200℃未満を×(不可)とした。
[Deflection temperature under load]
JIS K 7191 (Plastics - Determination of deflection temperature under load) is used as a reference to measure the deflection temperature under load of the fiber reinforced resin used as the test piece. The case of ◯ (good), and the case of less than 200 ° C. was evaluated as × (improper).

[フェノキシ樹脂]
フェノトートYP-50S(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、ビスフェノールA型、Mw;40,000、水酸基当量;284g/eq)、160℃における溶融粘度;2310Pa・s、Tg;83℃)
[phenoxy resin]
Phenotote YP-50S (manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd., bisphenol A type, Mw; 40,000, hydroxyl equivalent; 284 g/eq), melt viscosity at 160 ° C.; 2310 Pa s, Tg; 83 ° C.)

[エポキシ樹脂]
YSLV-80XY(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、テトラメチルビスフェノールF型、エポキシ当量;192g/eq、融点=72℃)
[Epoxy resin]
YSLV-80XY (manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd., tetramethylbisphenol F type, epoxy equivalent: 192 g / eq, melting point = 72 ° C.)

[架橋剤]
BISDA(SHPPジャパン合同会社製、ビスフェノールA型酸二無水物、酸無水物当量;254、融点;185℃)
[Crosslinking agent]
BISDA (manufactured by SHPP Japan LLC, bisphenol A-type acid dianhydride, acid anhydride equivalent: 254, melting point: 185°C)

[ポリアミド樹脂]
CM1017(東レ社製、融点;225℃、250℃における溶融粘度;125Pa・s、Tg;55℃)
[Polyamide resin]
CM1017 (manufactured by Toray Industries, melting point; 225 ° C., melt viscosity at 250 ° C.; 125 Pa s, Tg; 55 ° C.)

[作製例1]
プリプレグ(A)の作製:
フェノキシ樹脂を粉砕、分級した平均粒子径D50が80μmである粉体を、炭素繊維クロス材(クロス材:サカイオーベックス社製、SA-3202I)を基材として、静電場において、電荷70kV、吹き付け空気圧0.32MPaの条件で粉体塗装を行った。その後、オーブンで170℃、1分間加熱溶融して樹脂を熱融着させて部分融着構造を形成し、厚みが0.25mmであり、樹脂割合(RC)が31%のフェノキシ樹脂CFRPプリプレグ(A)(以下、「プリプレグ(A)」と記す)を作製した。
[Production example 1]
Preparation of prepreg (A):
A powder having an average particle diameter D 50 of 80 μm obtained by pulverizing and classifying a phenoxy resin is applied to a carbon fiber cloth material (cloth material: SA-3202I manufactured by Sakai Ovex Co., Ltd.) as a base material. Powder coating was performed under the conditions of a spray air pressure of 0.32 MPa. After that, the resin is heat-fused in an oven at 170° C. for 1 minute to form a partially fused structure, and the phenoxy resin CFRP prepreg having a thickness of 0.25 mm and a resin ratio (RC) of 31% ( A) (hereinafter referred to as “prepreg (A)”) was produced.

CFRP(A10)の作製:
プリプレグ(A)を100mm×100mmの大きさで使用し、それを12枚重ねて、240℃に加熱したプレス機で5MPa、2分間の加熱プレスを行い、60℃まで型締め冷却することで厚みが0.9mmのCFRP(A10)を成形した。
Preparation of CFRP (A10):
A prepreg (A) with a size of 100 mm × 100 mm is used, 12 sheets of it are stacked, and a press machine heated to 240 ° C. is pressed at 5 MPa for 2 minutes. was molded from CFRP (A10) with a thickness of 0.9 mm.

[作製例2]
プリプレグ(B)の作製:
フェノキシ樹脂を100重量部、エポキシ樹脂を30重量部、架橋剤を73重量部準備し、それぞれ粉砕、分級して平均粒子径D50が80μmである粉体にしたものを、ドライブレンドした。得られた架橋性フェノキシ樹脂組成物を、炭素繊維(帝人社製、IMS60)を開繊して平織したもの(クロス材:サカイオーベックス社製、SA-3202I)を強化繊維基材として、静電場において、電荷70kV、吹き付け空気圧0.32MPaの条件で粉体塗装を行った。その後、オーブンで140℃、10秒間加熱溶融して樹脂を熱融着させて部分融着構造を形成し、厚みが0.25mmであり、樹脂割合(RC)は31%の架橋フェノキシ樹脂CFRPプリプレグ(B)(以下、「プリプレグ(B)」と記す)を作製した。
なお、架橋性フェノキシ樹脂組成物の160℃以上の温度における最小溶融粘度は、308Pa・sであった。また架橋硬化後のフェノキシ樹脂のTgについては、作製したプリプレグを複数枚積層して200℃に加熱したプレス機で5MPa、10分間プレスして厚さ1mmのCFRP積層体を作製し、ダイヤモンドカッターで幅15mm、長さ30mmの試験片を切り出して、動的粘弾性測定装置(TA-Instrument Japan社製 DMA850)を用いて、5℃/分の昇温条件、30~200℃の範囲で測定し、得られるtanδの極大ピークをTgとした。
[Production example 2]
Preparation of prepreg (B):
100 parts by weight of a phenoxy resin, 30 parts by weight of an epoxy resin, and 73 parts by weight of a cross-linking agent were prepared, pulverized and classified into powder having an average particle diameter D50 of 80 μm, and dry-blended. The crosslinkable phenoxy resin composition thus obtained was subjected to static stretching using carbon fibers (IMS60, manufactured by Teijin Limited) that were opened and plain woven (cloth material: SA-3202I, manufactured by Sakai Ovex Co., Ltd.) as a reinforcing fiber base material. In an electric field, powder coating was performed under the conditions of a charge of 70 kV and a blowing air pressure of 0.32 MPa. After that, heat and melt in an oven at 140° C. for 10 seconds to heat-seal the resin to form a partially fused structure, a crosslinked phenoxy resin CFRP prepreg having a thickness of 0.25 mm and a resin ratio (RC) of 31% (B) (hereinafter referred to as "prepreg (B)") was produced.
The minimum melt viscosity of the crosslinkable phenoxy resin composition at a temperature of 160°C or higher was 308 Pa·s. Regarding the Tg of the phenoxy resin after cross-linking and curing, a plurality of prepared prepregs were laminated and pressed at 5 MPa for 10 minutes with a press heated to 200 ° C. to produce a CFRP laminate with a thickness of 1 mm, which was then cut with a diamond cutter. A test piece with a width of 15 mm and a length of 30 mm is cut out and measured using a dynamic viscoelasticity measuring device (DMA850 manufactured by TA-Instrument Japan) at a temperature increase of 5 ° C./min in the range of 30 to 200 ° C. , the maximum peak of tan δ obtained was taken as Tg.

CFRP(B10)の作製:
プリプレグ(B)を100mm×100mmの大きさで使用し、それを12枚重ねて、200℃に加熱したプレス機で5MPa、2分間の加熱プレスを行い、160℃まで型締め冷却を行った後に脱型し、厚みが0.9mmのCFRP(B10)を成形した。
Preparation of CFRP (B10):
Prepreg (B) with a size of 100 mm × 100 mm was used, and 12 sheets of it were stacked, and hot pressed at 5 MPa for 2 minutes with a press heated to 200 ° C. After cooling to 160 ° C. After demolding, CFRP (B10) having a thickness of 0.9 mm was molded.

CFRP(B11)の作製:
プリプレグ(B)を100mm×100mmの大きさで使用し、それを24枚重ねて、200℃に加熱したプレス機で5MPa、5分間の加熱プレスを行った。60℃まで型締め冷却を行った後に脱型し、厚みが1.8mmのCFRP(B11)を成形した。
Preparation of CFRP (B11):
The prepreg (B) having a size of 100 mm×100 mm was used, and 24 sheets of the prepreg (B) were stacked and hot-pressed at 5 MPa for 5 minutes with a press heated to 200°C. After clamping and cooling to 60° C., the mold was removed to form CFRP (B11) having a thickness of 1.8 mm.

[作製例3]
プリプレグ(C)の作製:
ポリアミド樹脂を粉砕、分級した平均粒子径D50が80μmである粉体を、炭素繊維クロス材(クロス材:サカイオーベックス社製、SA-3202I)を基材として、静電場において、電荷70kV、吹き付け空気圧0.32MPaの条件で粉体塗装を行った。その後、オーブンで170℃、1分間加熱溶融して樹脂を熱融着させて部分融着構造を形成し、厚みが0.15mmであり、炭素繊維含有量が69重量%、繊維体積含有率(Vf)が60%、樹脂割合(RC)は31%のポリアミド樹脂CFRPプリプレグ(C)(以下、「プリプレグ(C)」と記す)を作製した。
[Production example 3]
Preparation of prepreg (C):
A powder having an average particle diameter D 50 of 80 μm obtained by pulverizing and classifying a polyamide resin is used as a base material with a carbon fiber cloth material (cloth material: SA-3202I manufactured by Sakai Ovex Co., Ltd.) in an electrostatic field at an electric charge of 70 kV, Powder coating was performed under the conditions of a spray air pressure of 0.32 MPa. After that, heat and melt in an oven at 170 ° C. for 1 minute to thermally bond the resin to form a partially fused structure, which has a thickness of 0.15 mm, a carbon fiber content of 69% by weight, and a fiber volume content ( A polyamide resin CFRP prepreg (C) (hereinafter referred to as “prepreg (C)”) having a Vf) of 60% and a resin ratio (RC) of 31% was produced.

[接着樹脂シートの作製]
ビスフェノールA骨格を有するフェノキシ樹脂(商品名:フェノトートYP50S、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製)のペレットと、ポリエステルエラストマー(商品名:ハイトレルBD406、東レ・デュポン株式会社製)のペレットとを、電子天秤を用いて33/67の質量割合で計り取り、ロッキングミキサー(愛知電機社製、RM-10(S))を用いて回転30rpm、揺動30rpmにて15分間混合した。この混合したペレットを、スクリュー径26mmの同方向回転の二軸押出機(東芝機械社製TEM26SS、L/D約50、シリンダー設定温度200℃、回転数220rpm)のホッパーに投入し、吐出量12kg/hの運転条件で溶融混練を行うことで、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、37t自動プレス機を用いて、厚み0.05mmの接着樹脂シートを作製した。成形条件:200℃、1MPaで3分プレスした後、ガス抜きを3回行い、更に、成形条件:200℃、8MPaで5分プレスを行って、加圧状態のまま60℃まで冷却した。
[Production of adhesive resin sheet]
Pellets of phenoxy resin having a bisphenol A skeleton (trade name: Phenotote YP50S, manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd.) and pellets of polyester elastomer (trade name: Hytrel BD406, manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) are electronically Using a balance, the mixture was weighed at a mass ratio of 33/67, and mixed using a rocking mixer (RM-10(S), manufactured by Aichi Electric Co., Ltd.) at 30 rpm rotation and 30 rpm rocking for 15 minutes. The mixed pellets are put into a hopper of a co-rotating twin-screw extruder with a screw diameter of 26 mm (TEM26SS manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., L/D about 50, cylinder set temperature 200 ° C., rotation speed 220 rpm), and a discharge amount of 12 kg. A resin composition was obtained by performing melt-kneading under the operation condition of /h. An adhesive resin sheet having a thickness of 0.05 mm was produced from the obtained resin composition using a 37t automatic press. Molding conditions: After pressing at 200° C. and 1 MPa for 3 minutes, degassing was performed three times.

[金属部材M]
SGCC(スタンダートテストピース社製、溶融亜鉛メッキ鋼板(SGCC)、厚み;0.4mm)
[Metal member M]
SGCC (manufactured by Standard Testpiece Co., hot-dip galvanized steel sheet (SGCC), thickness: 0.4 mm)

[実施例1~10、比較例1~7]
金属部材101として金属部材Mを、層間接着剤として接着樹脂シートを、繊維強化樹脂材料としてプリプレグまたはCFRPとして、表1及び表2に示す積層状態で使用した。
これらの積層材料を、下から順に、金属部材M、接着樹脂シート、繊維強化樹脂材料となる層構成で積層して下金型にセットし、表1及び表2に示す成形条件でプレス機によってプレスを行い、金属-FRP複合体を成形した。各実施例及び比較例のタクトタイムも表1及び表2に示した。比較例1、3、7は脱型時型締め冷却を行い、実施例1~10と比較例2、4、5、6は脱型時型締め冷却を行わなかった。
各実施例及び比較例で得られた金属-FRP複合体の中央から曲げ試験用試験片を5本切り出し、曲げ試験用金属-FRP複合体サンプルとした。得られたサンプルのスプリングバックの測定結果、そり量の計測結果及びマトリックス樹脂の熱物性も表1及び表2に示した。
なお、曲げ試験結果については、FRP層102の積層体と金属部材101の剥離の有無について確認しているが、比較例4にて金属部材101の界面剥離が確認されたのみであった。
[Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 7]
A metal member M was used as the metal member 101, an adhesive resin sheet was used as the interlayer adhesive, and a prepreg or CFRP was used as the fiber-reinforced resin material in the laminated state shown in Tables 1 and 2.
These laminated materials are laminated in a layer structure of metal member M, adhesive resin sheet, and fiber reinforced resin material in order from the bottom, set in the lower mold, and pressed under the molding conditions shown in Tables 1 and 2. Pressing was performed to form a metal-FRP composite. Tables 1 and 2 also show the tact time of each example and comparative example. In Comparative Examples 1, 3, and 7, mold clamping cooling was performed during demolding, and in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 2, 4, 5, and 6, mold clamping cooling was not performed during demolding.
Five specimens for bending test were cut out from the center of the metal-FRP composite obtained in each example and comparative example, and used as a metal-FRP composite sample for bending test. Tables 1 and 2 also show the springback measurement results, the warp amount measurement results, and the thermophysical properties of the matrix resin of the obtained samples.
Regarding the bending test results, the presence or absence of peeling between the laminate of the FRP layers 102 and the metal member 101 was confirmed, but in Comparative Example 4, only interfacial peeling of the metal member 101 was confirmed.

Figure 2023124489000002
Figure 2023124489000002

Figure 2023124489000003
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本発明方法の効果は、実施例と、FRPのマトリックス樹脂組成物として架橋性のない熱可塑性樹脂のみを用いた比較例2~5との比較において非常に明確に示された。すなわち、フェノキシ樹脂単独では、反りや、強化繊維の反発力に起因するスプリングバックと呼ばれる厚みの増加の抑制が難しく、ナイロンでは金属との複合化自体が困難であったのに対し、本発明方法ではこれらの問題を生じさせることなくハイサイクル成形を行うことができた。また、実施例1,6と、比較例1、7との比較で示されるように、同様の繊維強化樹脂材料を使用した場合においても、本発明方法によって、10分間未満の非常に短いタクトタイムで従来のホットプレス成形と同等の機械強度を有し、反りやスプリングバックが抑制された良好な金属-FRP複合体を得ることができた。 The effect of the method of the present invention was very clearly demonstrated in comparison between the example and comparative examples 2 to 5, in which only a non-crosslinkable thermoplastic resin was used as the FRP matrix resin composition. That is, with the phenoxy resin alone, it was difficult to suppress warpage and an increase in thickness called springback caused by the repulsive force of the reinforcing fibers, and with nylon, it was difficult to form a composite with a metal itself, whereas the method of the present invention is difficult. We were able to perform high-cycle molding without these problems. Further, as shown by comparison between Examples 1 and 6 and Comparative Examples 1 and 7, even when using the same fiber-reinforced resin material, the method of the present invention achieved a very short tact time of less than 10 minutes. It was possible to obtain a good metal-FRP composite with mechanical strength equivalent to that of conventional hot press molding and with suppressed warpage and springback.

[実施例11~15、比較例8~14]
積層材料として繊維強化樹脂材料であるプリプレグを、表3及び表4に示す積層状態で金型にセットし、表3及び表4に示す成形条件でプレス機によってプレスを行い、FRP積層体を成形した。各実施例及び比較例のタクトタイムも表3及び表4に示した。比較例8、10は脱型時型締め冷却を行い、実施例11~15と比較例9、11、12、13、14は脱型時型締め冷却を行わなかった。
各実施例及び比較例で得られたFRP積層体の中央から曲げ試験用試験片を5本切り出し、曲げ試験用FRP積層体サンプルとした。得られたサンプルのスプリングバックの測定結果、そり量の計測結果も表3及び表4に示した。
なお、曲げ試験結果については、界面剥離が確認されたものはなかった。
[Examples 11 to 15, Comparative Examples 8 to 14]
A prepreg, which is a fiber-reinforced resin material, is set as a laminate material in a mold in the laminated state shown in Tables 3 and 4, and pressed with a press under the molding conditions shown in Tables 3 and 4 to form an FRP laminate. did. Tables 3 and 4 also show the tact time of each example and comparative example. In Comparative Examples 8 and 10, clamping cooling was performed during demolding, and in Examples 11 to 15 and Comparative Examples 9, 11, 12, 13, and 14, clamping cooling was not performed during demolding.
Five bending test specimens were cut out from the center of the FRP laminate obtained in each example and comparative example, and used as bending test FRP laminate samples. Tables 3 and 4 also show the springback measurement results and the warpage measurement results of the obtained samples.
In addition, interfacial peeling was not confirmed in any of the bending test results.

Figure 2023124489000004
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Figure 2023124489000005
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表3及び表4より、本発明方法によれば、実施例11と比較例9~11との比較で明らかなように、架橋性のない熱可塑性樹脂単独のように大きなスプリングバック発生や物性の低下を引き起こすことなく、タクトタイムが10分間未満でのハイサイクル成形を容易に行うことができた。さらに、同じマトリックス樹脂を用いた場合でも従来の成形法と同等以上の成形体品質を維持しながらのハイサイクル成形が可能であり、FRP積層体の生産性を大きく向上させ、コスト低減につなげることができる。 From Tables 3 and 4, according to the method of the present invention, as is clear from the comparison between Example 11 and Comparative Examples 9 and 11, large springback occurs and physical properties High cycle molding could be easily performed with a tact time of less than 10 minutes without causing deterioration. Furthermore, even if the same matrix resin is used, it is possible to perform high-cycle molding while maintaining the same or better quality of molded products than conventional molding methods, which will greatly improve the productivity of FRP laminates and reduce costs. can be done.

以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above in detail for the purpose of illustration, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.

100…金属-FRP複合体、101…金属部材、102…FRP層、103…層間接着剤層、200…FRP積層体

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Metal-FRP composite, 101... Metal member, 102... FRP layer, 103... Interlayer adhesive layer, 200... FRP laminate

Claims (10)

金属部材と、フェノキシ樹脂を含有する層間接着剤層と、繊維強化樹脂層と、が積層一体化された構造を備える積層成形体の製造方法であって、
以下の(1)~(4)の工程;
工程(1):金型温度が160~240℃の範囲内に保持されたプレス装置に金属部材、層間接着剤および繊維強化樹脂材料をセットする工程、
工程(2):金型を閉じ、ホットプレス成形により、金属部材と繊維強化樹脂材料を積層一体化して複合化させると同時に賦形を行う工程、
工程(3):前記工程(1)の金型温度から-10℃以内の温度で、積層一体化された積層成形体を脱型してプレス装置より取り出す工程、
工程(4):金型温度を前記工程(1)の温度に調整する工程、
を1サイクルとして含み、
前記繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂がフェノキシ樹脂を含む樹脂組成物の架橋硬化物であるとともに、工程(1)から工程(4)までのタクトタイムが10分間未満であることを特徴とする積層成形体の製造方法。
A method for manufacturing a laminated molded body having a structure in which a metal member, an interlayer adhesive layer containing a phenoxy resin, and a fiber reinforced resin layer are laminated and integrated,
the following steps (1) to (4);
Step (1): A step of setting a metal member, an interlayer adhesive, and a fiber reinforced resin material in a pressing device in which the mold temperature is kept within the range of 160 to 240°C.
Step (2): The mold is closed, and the metal member and the fiber reinforced resin material are laminated and integrated by hot press molding to form a composite, and at the same time, shaping is performed.
Step (3): A step of demolding the integrated laminated molded body at a temperature within −10° C. from the mold temperature of the step (1) and removing it from the press device;
Step (4): a step of adjusting the mold temperature to the temperature of step (1);
as one cycle,
Laminate molding characterized in that the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a crosslinked cured product of a resin composition containing a phenoxy resin, and the tact time from step (1) to step (4) is less than 10 minutes. body manufacturing method.
前記金型が固定金型と可動金型を有し、工程(1)における固定金型の設定温度を可動金型の設定温度より10℃以上高い温度に設定する請求項1に記載の積層成形体の製造方法。 Laminate molding according to claim 1, wherein the mold has a fixed mold and a movable mold, and the set temperature of the fixed mold in step (1) is set to a temperature 10°C or more higher than the set temperature of the movable mold. body manufacturing method. 工程(1)において、金属部材、層間接着剤、繊維強化樹脂材料の順に積層して該金属部材が固定金型に接するようにセットする請求項1又は2に記載の積層成形体の製造方法。 3. The method for manufacturing a laminated molded product according to claim 1, wherein in step (1), the metal member, the interlayer adhesive, and the fiber-reinforced resin material are laminated in this order and set so that the metal member is in contact with the fixed mold. 繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂が、フェノキシ樹脂を含むとともに160℃以上の温度で熱架橋性を有する樹脂組成物の架橋硬化物である請求項1~3のいずれか1項に記載の積層成形体の製造方法。 The laminate molded article according to any one of claims 1 to 3, wherein the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a crosslinked cured product of a resin composition containing a phenoxy resin and having thermal crosslinkability at a temperature of 160°C or higher. manufacturing method. 層間接着剤が、フェノキシ樹脂と熱可塑性エラストマーを含有する樹脂組成物である請求項1~4のいずれか1項に記載の積層成形体の製造方法。 5. The method for producing a laminate molded article according to any one of claims 1 to 4, wherein the interlayer adhesive is a resin composition containing a phenoxy resin and a thermoplastic elastomer. 金属部材が厚み0.2mm以上の鉄鋼材料、鉄系合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金から選ばれる1種以上である請求項1~5のいずれか1項に記載の積層成形体の製造方法。 The laminated compact according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal member is one or more selected from steel materials, iron alloys, aluminum, aluminum alloys, magnesium, and magnesium alloys having a thickness of 0.2 mm or more. Production method. 請求項1~6のいずれか1項に記載の方法によって製造される積層成形体であって、
前記金属部材の表面と前記繊維強化樹脂層との間に、10μm以上の厚さの層間接着剤層を有することを特徴とする積層成形体。
A laminate molded body produced by the method according to any one of claims 1 to 6,
A laminated molded article comprising an interlayer adhesive layer having a thickness of 10 μm or more between the surface of the metal member and the fiber-reinforced resin layer.
複数層の繊維強化樹脂層が積層一体化された構造を備える積層成形体の製造方法であって、
以下の(1)~(4)の工程;
工程(1):金型温度が160~240℃の範囲内に保持されたプレス装置に複数層の繊維強化樹脂材料を積層してセットする工程、
工程(2):金型を閉じ、ホットプレス成形により、複数層の繊維強化樹脂材料を積層一体化させると同時に賦形を行う工程、
工程(3):前記工程(1)の金型温度から-10℃以内の金型温度で積層一体化された積層成形体を脱型してプレス装置より取り出す工程、
工程(4):金型温度を前記工程(1)の温度に調整する工程、
を1サイクルとして含み、
前記繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂がフェノキシ樹脂を含む樹脂組成物の架橋硬化物であるとともに、工程(1)から工程(4)までのタクトタイムが10分間未満であることを特徴とする積層成形体の製造方法。
A method for manufacturing a laminate molded body having a structure in which a plurality of fiber reinforced resin layers are laminated and integrated,
the following steps (1) to (4);
Step (1): A step of laminating and setting a plurality of layers of fiber reinforced resin material in a press device whose mold temperature is kept within the range of 160 to 240 ° C.
Step (2): A step of closing the mold and simultaneously laminating and integrating multiple layers of the fiber reinforced resin material by hot press molding,
Step (3): A step of demolding the laminated molded body laminated and integrated at a mold temperature within −10° C. from the mold temperature of the step (1) and removing it from the press device;
Step (4): a step of adjusting the mold temperature to the temperature of step (1);
as one cycle,
Laminate molding characterized in that the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a crosslinked cured product of a resin composition containing a phenoxy resin, and the tact time from step (1) to step (4) is less than 10 minutes. body manufacturing method.
前記金型が固定金型と可動金型を有し、工程(1)における固定金型の設定温度を可動金型の設定温度より10℃以上高い温度に設定する請求項8に記載の積層成形体の製造方法。 Laminate molding according to claim 8, wherein the mold has a fixed mold and a movable mold, and the set temperature of the fixed mold in step (1) is set to a temperature higher than the set temperature of the movable mold by 10 ° C. or more. body manufacturing method. 繊維強化樹脂層のマトリックス樹脂が、フェノキシ樹脂を含むとともに160℃以上の温度で熱架橋性を有する樹脂組成物の架橋硬化物である請求項8又は9に記載の積層成形体の製造方法。

10. The method for producing a laminated molded product according to claim 8 or 9, wherein the matrix resin of the fiber-reinforced resin layer is a crosslinked cured product of a resin composition containing a phenoxy resin and having thermal crosslinkability at a temperature of 160°C or higher.

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