JP4066310B2

JP4066310B2 - FRP automobile panel and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4066310B2
Application number: JP2001348489A
Authority: JP
Inventors: 幸胤木本
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: JP2003146252A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製自動車用パネルおよびその製造方法に関し、とくに、全体としても高い剛性が要求されるとともに、局部的な外力や衝撃力に対しても高い局部剛性が要求される自動車用パネル、たとえば、自動車用アンダーカバー等に好適な、ＦＲＰ製自動車用パネルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の各種パネルとして、軽量で剛性が高く、耐久性や断熱性等に優れたＦＲＰ製パネルが注目をあびつつある。とくに高い剛性が要求される場合にはサンドイッチ構造が採用され、その一例として、ＦＲＰスキン層／アルミハニカムコア／ＦＲＰスキン層からなるサンドイッチ構造が知られている。空間比率の高いハニカム構造のアルミ材を介在させたサンドイッチ構造であるため、軽量性を確保しつつ、パネル全体として高い剛性を発現できる。
【０００３】
しかし、上記のようなサンドイッチ構造を有するパネル部材は、通常、ＦＲＰスキン層をプリプレグ積層のオートクレーブ成形によって製造されており、プリプレグを使用するため、さらに、ハニカム構造に形成されたアルミ材を使用するため、材料費が高く、加えて、オートクレーブ成形によるため成形費も高く、自動車用等の大量生産用途には適していない。
【０００４】
一方、発泡体からなるコア材を使用し、その両面にＦＲＰスキン層を設けたサンドイッチ構造のパネルも知られている。コア材を発泡体で構成しているので、パネル全体として軽量化が可能であり、コア材とＦＲＰスキン層を、ＲＴＭ法（Resin Transfer Molding) により一体成形可能であるので、軽量化を達成しつつ、材料費、成形費の低減が可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単に発泡体からなるコア材の両面にＦＲＰスキン層を設けるだけでは、十分に高い剛性を発現させることができないことがある。とくに、自動車用アンダーカバーのように、全体として高い剛性が要求されつつ、局部的な外力や路面からの跳ね石等による局部的な衝撃力に対しても高い局部剛性が要求される自動車用パネルにおいては、次のような問題を生じるおそれがある。
【０００６】
たとえば図１０に示すように、発泡体からなるコア材１０１の両面にＦＲＰスキン層１０２、１０３を設けたサンドイッチ構造のパネル１００に、局部的な曲げが作用すると、一方のＦＲＰスキン層１０２が局部的にコア材１０１から剥離し、この剥離部１０４において所定のサンドイッチ構造が構成されなくなって、剛性が低下する。また、剥離部１０４は外方への膨れとなって残るので、外部に現れる部位によっては、意匠上問題となることがある。
【０００７】
また、たとえば図１１に示すように、パネル１００に局部的な圧縮荷重１０５（たとえば、跳ね石による局部的な衝撃荷重）が加わると、その部分でコア材１０１が圧縮変形するとともにＦＲＰスキン層１０２が局部的にコア材１０１から剥離し（図１１（ａ））、除荷後には、剥離したＦＲＰスキン層１０２の方が大きく弾性復元するので、剥離したＦＲＰスキン層１０２と圧縮変形したコア材１０１の間に局部的な隙間１０６が生じ（図１１（ｂ））、やはりこの部分において所定のサンドイッチ構造が構成されなくなって剛性が低下する。さらに、ＦＲＰスキン層１０２の弾性復元量が十分でないと、凹みとなって残るので、外部に現れる部位によっては、意匠上問題となることがある。
【０００８】
そこで本発明の課題は、成形に際しては大量生産向きのＲＴＭ法を採用でき、材料費、成形費ともに低減可能で、かつ、成形品の性能、とくにＦＲＰスキン層の局部剥がれが生じにくく高い局部剛性を得ることが可能な、ＦＲＰ製自動車用パネルおよびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルは、発泡体からなるコア材の両面ににＦＲＰスキン層が設けられ、コア材とＦＲＰスキン層との間に、両者が接合された状態においてＦＲＰスキン層の初期の所定の面形状を保つための面剛性を向上する手段が介在されているＦＲＰ製自動車用パネルであって、前記面剛性向上手段が、ＦＲＰスキン層のマトリックス樹脂により形成され、ＦＲＰスキン層からコア材の肉厚方向に延びる複数の壁状突条からなるとともに、各ＦＲＰスキン層からコア材の肉厚方向に延びる壁状突条が、コア材の断面方向に見て千鳥に配置されていることを特徴とするものからなる。本発明において「面剛性」とは、初期の所定の面形状を保つための剛性のことを言う。
【００１０】
また、本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルの製造方法は、発泡体からなるコア材の両面にＦＲＰスキン層を、間にＦＲＰスキン層の初期の所定の面形状を保つための面剛性を向上する手段を介在させて、ＲＴＭ法により一体に成形するＦＲＰ製自動車用パネルの製造方法であって、前記面剛性向上手段を、コア材のＦＲＰスキン層側表面に面方向に延びる複数の溝を形成しておき、ＦＲＰスキン層のマトリックス樹脂を溝内に流入させて硬化させることによりＦＲＰスキン層からコア材の肉厚方向に延びる複数の壁状突条を形成することによって、成形とともに構成するとともに、前記コア材の両面に、前記溝をコア材の断面方向に見て千鳥配置になるように形成し、コア材の両面にＦＲＰスキン層をＲＴＭ法により成形することを特徴とする方法からなる。発泡体からなるコア材を使用し、ＲＴＭ法により一体成形するので、ハニカムコアを使用しオートクレーブ成形する場合に比べ、材料費、成形費ともに大幅に低減され、大量生産に好適な成形法となる。
【００１２】
また、上記面剛性向上手段として、ＦＲＰスキン層のマトリックス樹脂により形成され、ＦＲＰスキン層からコア材の肉厚方向に延びる複数の壁状突条から構成される。そして、ＦＲＰスキン層がコア材の両面に設けられ、各ＦＲＰスキン層からコア材の肉厚方向に延びる壁状突条が、コア材の断面方向に見て千鳥に配置される。この壁状突条は、コア材のＦＲＰスキン層側表面に面方向に延びる複数の溝を形成しておき、ＦＲＰスキン層のマトリックス樹脂を溝内に流入させて硬化させることにより、成形とともに構成することができる。複数の壁状突条がＦＲＰスキン層からコア材の肉厚方向に延びているので、これら複数の壁状突条はＦＲＰスキン層のアンカーとして機能し、ＦＲＰスキン層はとくに面方向に変形しにくくなり、変形が抑制されることによりコア材から剥離しにくくもなる。その結果、とくにＦＲＰスキン層が局部変形しにくくなり、サンドイッチ構造が維持されて、パネル材の局部剛性が高く維持される。
【００１３】
このような本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルは、とくに局部的な外力や衝撃力が加わる可能性の高い自動車用パネル、たとえば、自動車用アンダーカバーに好適なものである。自動車用アンダーカバーに適用する場合には、跳ね石等による局部的な傷つきが生じた場合にも、それが目立たないようにするために、ＦＲＰスキン層の外表面、とくに路面側表面にエンボスが施されていることが好ましい。エンボスを施しておくと、傷つきの目立ち防止効果に加え、一様感の高い意匠面が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルは、発泡体からなるコア材の両面にＦＲＰスキン層が設けられ、コア材と各ＦＲＰスキン層との間に、両者が接合された状態においてＦＲＰスキン層の面剛性を向上する手段が介在された構成を有する。
【００１５】
本発明における発泡体からなるコア材としては、軽量化のために発泡され、あるレベル以上の剛性を有するものであれば特に限定されず、たとえば、ポリウレタンやアクリル、ポリスチレン、ポリイミド、塩化ビニル、フェノールなどの高分子材料のフォーム材などを使用できる。また、本発明におけるＦＲＰとは、強化繊維により強化された樹脂を指し、強化繊維としては、たとえば、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維や、ケブラー繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる強化繊維が挙げられる。パネル全体の剛性を高く保つ面から、とくに炭素繊維が好ましい。ＦＲＰのマトリックス樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、さらには、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂も使用可能である。
【００１６】
本発明におけるＲＴＭ法で成形する樹脂としては、粘度が低く強化繊維への含浸が容易な熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を形成するＲＩＭ用（Resin Injection Molding)モノマーが好適であり、その中でもＦＲＰ成形品の熱収縮を低減させ、クラックの発生を抑えるという点から、エポキシ樹脂または熱可塑性樹脂やゴム成分などを配合した変性エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂がより適している。
【００１８】
図１は、本発明の参考例（ＦＲＰスキン層の面剛性を向上するための参考構成を示す例）に係るＦＲＰ製自動車用パネルを示している。図１において、ＦＲＰ製自動車用パネル１は、発泡体からなるコア材２と、その両面に配置されたＦＲＰスキン層３、４を有し、一方のＦＲＰスキン層３とコア材２との間に、面剛性向上手段としての網状体５（網状体を含む層）が介在されている。網状体５には、ＦＲＰスキン層３のマトリックス樹脂が含浸され硬化されており、網状体層を構成している。
【００１９】
このＦＲＰ製自動車用パネル１は次のように製造される。コア材２の両面にＦＲＰスキン層３、４を構成する強化繊維が配され、一方のＦＲＰスキン層３を構成する強化繊維層とコア材２の間に網状体５が介在される。この状態で、樹脂が注入され、ＲＴＭ法によりパネルとして一体に成形される。このとき、注入樹脂、つまり、ＦＲＰスキン層を構成するマトリックス樹脂は、強化繊維層とともに網状体５にも含浸され、網状体５が介在された部分は、ＦＲＰスキン層３とコア材２との接合強化層として機能する。
【００２０】
ＦＲＰスキン層３、４は、たとえば、炭素繊維織物とエポキシ樹脂からなるマトリックス樹脂から構成され、網状体５には、たとえば、ナイロンからなる網状体が用いられる。また、コア材２には、たとえば、ウレタンフォーム材が用いられる。
【００２１】
このように構成されたＦＲＰ製自動車用パネル１においては、網状体５を含む網状体層が存在することにより、この層が介在しない場合に比べ、ＦＲＰスキン層３とコア材２との接合強度が向上される。接合強度が向上される結果、ＦＲＰスキン層３とコア材２とは剥がれにくくなる。したがって、たとえば図１０に示したのと同等の曲げが作用した場合、図２に示すように、ＦＲＰスキン層３がコア材２から剥離することが防止されるため、ＦＲＰスキン層３とコア材２は互いに変形を防止し合うことになり、ＦＲＰスキン層３の面剛性が向上され、ひいてはパネル全体としての剛性が向上される。
【００２２】
また、図３（ａ）に示すように、パネル１に局部的な圧縮荷重６（たとえば、跳ね石による局部的な衝撃荷重）が加わると、その部分でコア材２が圧縮変形するとともにＦＲＰスキン層３が局部的にコア材２から剥離しようとする。しかしＦＲＰスキン層３とコア材２との接合強度が向上されているため、ＦＲＰスキン層３がコア材２から剥離することは防止され、局部的な変形が小さく抑えられるとともに、除荷後にも、ＦＲＰスキン層３のコア材２からの剥離が防止され、サンドイッチ構造が保たれる（図３（ｂ））。すなわち、パネル１の局部的な変形が抑えられるとともに、パネル１の局部剛性も高く維持される。
【００２３】
図４は、図１に示した参考例の変形例に係るＦＲＰ製自動車用パネル１１を示しており、コア材２の両面に網状体５（網状体層）を介在させた場合を示している。このＦＲＰ製自動車用パネル１１においては、コア材２の両面側でＦＲＰスキン層３、４との接合強度が向上されるので、両ＦＲＰスキン層３、４の面剛性が向上され、パネル１１の局部的な変形の防止、局部剛性の維持が両面側で達成される。
【００２４】
図５は、本発明の別の参考例（本発明における壁状突条の働きを示すための参考構成を示す例）に係るＦＲＰ製自動車用パネルを示している。図５において、ＦＲＰ製自動車用パネル２１は、発泡体からなるコア材２２と、その両面に配置されたＦＲＰスキン層２３、２４を有し、一方のＦＲＰスキン層３からは、そのマトリックス樹脂によって形成された複数の壁状突条２５が、コア材２２の肉厚方向に延びている。この壁状突条２５が、面剛性向上手段を構成している。
【００２５】
上記複数の壁状突条２５は、ＲＴＭ法により一体成形される際に、次のように成形される。すなわち、コア材２２のＦＲＰスキン層２３側の表面に面方向に延びる複数の溝２６を形成しておき、ＦＲＰスキン層２３のマトリックス樹脂を溝２６内に流入させて硬化させることにより、ＲＴＭ法による一体成形とともに壁状突条２５が構成される。
【００２６】
ＦＲＰスキン層２３、２４は、たとえば、炭素繊維織物とエポキシ樹脂からなるマトリックス樹脂から構成され、壁状突条２５は、そのマトリックス樹脂としてのエポキシ樹脂を硬化させることにより形成される。壁状突条２５としては、たとえば、幅１ｍｍ程度、深さ４ｍｍ程度、配設ピッチ１／２インチ程度に形成すればよい。コア材２２には、たとえば、アクリルフォーム材が用いられる。
【００２７】
このように構成されたＦＲＰ製自動車用パネル２１においては、図６に示すように、ＦＲＰスキン層２３からは複数の壁状突条２５がコア材２２内へと延設されているので、壁状突条２５はＦＲＰスキン層２３に対してはアンカー効果を発揮し、ＦＲＰスキン層２３の面剛性が大幅に高められる。したがって、局部的な圧縮荷重２７が加わった際にも、ＦＲＰスキン層２３の変形が抑えられる。また、複数の壁状突条２５の存在によってＦＲＰスキン層２３とコア材２２との接合強度も高められるので、両者は剥離しにくくなり、図７に示すように曲げが作用した場合にあっても、ＦＲＰスキン層２３はコア材２２から剥離しなくなる。したがって、所望のサンドイッチ構造が維持され、パネル２１の局部剛性、さらには全体の剛性が高く保たれる。
【００２８】
本発明においては、上記のような壁状突条がコア材の両面側に設けられる。たとえば図８に示す実施態様のように配置することが好ましい。図８に示すＦＲＰ製自動車用パネル３１においては、ＦＲＰスキン層２３から複数の壁状突条２５がコア材２２の肉厚方向に延びているとともに、ＦＲＰスキン層２４からも複数の壁状突条２８がコア材２２の肉厚方向に延びており、両壁状突条２５、２８は、コア材２２の断面方向に見て千鳥に配置されている。
【００２９】
コア材の両面側に、面剛性向上手段としての壁状突条を配設することにより、両面側のＦＲＰスキン層２３、２４の面剛性が向上され、パネル３１全体としての剛性が一段と向上されることになる。壁状突条２５、２８を千鳥に配置することにより、とくにＦＲＰ製自動車用パネルとしてのサンドイッチパネルの限られた厚さの中で、パネル全体の強度、剛性を維持しながら、両面側について目標とする面剛性向上効果が得られる。
【００３０】
上記のような本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルは、たとえば自動車用アンダーカバーとして好適である。アンダーカバーに適用する場合には、局部的な外力や、跳ね石等による局部的な衝撃力が、とくに路面側表面に加わることがあるので、このような外力による傷つきが発生した場合にも、それが目立たないようにしておくことが好ましい。そのために、たとえば図９に図１に示した態様の応用例を示すように、路面側表面を形成するＦＲＰスキン層３の外面にエンボス４１を施しておくことが好ましい。エンボス４１を施しておくことにより、跳ね石等による局部的な傷つきが生じた場合にもその傷が目立たなくなるとともに、エンボス４１が均一に施されることにより、その面に一様感を付与して新規な意匠面を得ることも可能となる。
【００３１】
なお、上記エンボスの付与は、たとえば、ＦＲＰスキン層成形の際にエンボス付きの離型資材（たとえば、離型フィルム）を使用し、成形後にそれを剥離除去するとともに、転写により、成形されたＦＲＰスキン層の表面にエンボスマークを残すことで、容易に行われる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルおよびその製造方法によれば、大量生産向きのＲＴＭ法を採用でき、材料費、成形費ともに低減可能になるとともに、コア材の両面に設けられたＦＲＰスキン層に面剛性向上手段を設けることによりＦＲＰスキン層の局部剥がれが生じにくくなって高い局部剛性を得ることができ、パネル全体としても高い剛性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例に係るＦＲＰ製自動車用パネルの部分断面図である。
【図２】図１のパネルに曲げが作用した場合の状態を示す概略部分断面図である。
【図３】図１のパネルに圧縮荷重が作用した場合の状態を示す概略部分断面図である。
【図４】図１の変形例に係るＦＲＰ製自動車用パネルの部分断面図である。
【図５】本発明の別の参考例に係るＦＲＰ製自動車用パネルの部分断面図である。
【図６】図５のパネルに圧縮荷重が作用した場合の状態を示す概略部分断面図である。
【図７】図５のパネルに曲げが作用した場合の状態を示す概略部分断面図である。
【図８】本発明の一実施態様に係るＦＲＰ製自動車用パネルの部分断面図である。
【図９】エンボスが付与されたＦＲＰ製自動車用パネルの例を示す部分断面図である。
【図１０】従来パネルの問題点を示す概略部分断面図である。
【図１１】従来パネルの別の問題点を示す概略部分断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１、３１ＦＲＰ製自動車用パネル
２、２２コア材
３、４、２３、２４ＦＲＰスキン層
５網状体（網状体層）
６圧縮荷重
２５、２８剛性向上手段としての壁状突条
２６コア材の溝
２７圧縮荷重
４１エンボス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an FRP (fiber reinforced plastic) automobile panel and a method for manufacturing the same, and in particular, high rigidity is required as a whole, and high local rigidity is required against local external force and impact force. The present invention relates to an FRP automobile panel suitable for an automobile panel, such as an automobile undercover, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As various types of panels for automobiles, FRP panels that are lightweight, have high rigidity, and have excellent durability and heat insulation properties are attracting attention. When a particularly high rigidity is required, a sandwich structure is adopted. As an example, a sandwich structure composed of an FRP skin layer / aluminum honeycomb core / FRP skin layer is known. Since it is a sandwich structure in which an aluminum material having a honeycomb structure with a high space ratio is interposed, high rigidity can be exhibited as a whole panel while ensuring light weight.
[0003]
However, the panel member having the sandwich structure as described above is usually manufactured by autoclave molding in which the FRP skin layer is laminated with prepreg, and since the prepreg is used, an aluminum material formed in a honeycomb structure is further used. Therefore, the material cost is high and, in addition, the molding cost is high due to autoclave molding, and it is not suitable for mass production applications such as automobiles.
[0004]
On the other hand, a panel having a sandwich structure in which a core material made of a foam is used and FRP skin layers are provided on both sides thereof is also known. Since the core material is made of foam, it is possible to reduce the weight of the panel as a whole, and the core material and FRP skin layer can be integrally molded by the RTM method (Resin Transfer Molding). However, the material cost and the molding cost can be reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, it may not be possible to develop sufficiently high rigidity simply by providing FRP skin layers on both surfaces of a core material made of foam. In particular, automotive panels that require high rigidity as a whole, such as undercovers for automobiles, are required to have high local rigidity against local external forces and local impact forces such as spurs from the road surface. May cause the following problems.
[0006]
For example, as shown in FIG. 10, when a local bending is applied to the sandwich panel 100 in which FRP skin layers 102 and 103 are provided on both surfaces of a foam core material 101, one FRP skin layer 102 is locally Thus, the core material 101 is peeled off, and a predetermined sandwich structure is not formed at the peeling portion 104, so that the rigidity is lowered. Moreover, since the peeling part 104 remains as an outward bulge, it may become a design problem depending on the part that appears outside.
[0007]
For example, as shown in FIG. 11, when a local compressive load 105 (for example, a local impact load due to a flipping stone) is applied to the panel 100, the core material 101 is compressively deformed at that portion and the FRP skin layer 102. Is peeled locally from the core material 101 (FIG. 11A), and after unloading, the peeled FRP skin layer 102 is more elastically restored, so that the peeled FRP skin layer 102 and the core material compressed and deformed A local gap 106 is generated between the layers 101 (FIG. 11 (b)), and a predetermined sandwich structure is no longer formed in this portion, resulting in a decrease in rigidity. Furthermore, if the elastic recovery amount of the FRP skin layer 102 is not sufficient, the FRP skin layer 102 remains as a dent, which may cause a design problem depending on the portion that appears outside.
[0008]
Therefore, the object of the present invention is to adopt an RTM method suitable for mass production at the time of molding, and it is possible to reduce both material cost and molding cost, and the performance of the molded product, in particular, local peeling of the FRP skin layer hardly occurs, and high local rigidity. It is an object to provide an FRP automobile panel and a method for manufacturing the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the FRP automobile panel according to the present invention has FRP skin layers on both surfaces of a foam core material, and the two are bonded between the core material and the FRP skin layer. in state a F RP manufactured automotive panel means for improving surface rigidity is that is interposed to keep the initial predetermined surface shape of the FRP skin layer, the surface rigidity improving means, the FRP skin layer A plurality of wall-shaped ridges formed from a matrix resin and extending from the FRP skin layer in the thickness direction of the core material, and wall-shaped ridges extending from each FRP skin layer in the thickness direction of the core material, It consists of what is arrange | positioned staggered seeing in the cross-sectional direction. In the present invention, “surface rigidity” refers to rigidity for maintaining an initial predetermined surface shape.
[0010]
In addition, the method for manufacturing an FRP automobile panel according to the present invention improves the surface rigidity for maintaining the initial predetermined surface shape of the FRP skin layer with the FRP skin layer on both sides of the foam core material. means for interposed therebetween, a process for the preparation of F RP manufactured by automotive panels you integrally molded by the RTM method, the surface rigidity improving means, a plurality of extending FRP skin layer side surface of the core material in the surface direction By forming a plurality of wall-shaped ridges extending from the FRP skin layer in the thickness direction of the core material by forming a groove and allowing the matrix resin of the FRP skin layer to flow into the groove and curing it, along with molding And forming the grooves on both surfaces of the core material so as to form a staggered arrangement when viewed in the cross-sectional direction of the core material, and forming an FRP skin layer on both surfaces of the core material by the RTM method. It consists of a way to do. Since a core material made of foam is used and is integrally formed by the RTM method, both material cost and molding cost are significantly reduced compared to autoclave molding using a honeycomb core, making it a suitable molding method for mass production. .
[0012]
Further, as the surface rigidity improving means, is formed by the matrix resin of the FRP skin layer, it is composed of a plurality of wall-like protrusions extending from the FRP skin layer thickness direction of the core material. Then, FRP skin layer is provided on both surfaces of the core material, the wall-like protrusions extending in the thickness direction of the core material from the FRP skin layer is disposed in a staggered when viewed in the cross-sectional direction of the core material. This wall-shaped ridge is configured with molding by forming a plurality of grooves extending in the surface direction on the surface of the core material on the side of the FRP skin layer, and allowing the matrix resin of the FRP skin layer to flow into the grooves and cure. can do. Since the plurality of wall-shaped ridges extend from the FRP skin layer in the thickness direction of the core material, the plurality of wall-shaped ridges function as anchors for the FRP skin layer, and the FRP skin layer is particularly deformed in the plane direction. It becomes difficult and it becomes difficult to peel from the core material by suppressing deformation. As a result, the FRP skin layer is particularly difficult to be locally deformed, the sandwich structure is maintained, and the local rigidity of the panel material is maintained high.
[0013]
Such an FRP automobile panel according to the present invention is particularly suitable for an automobile panel that is highly likely to receive a local external force or impact force, such as an automobile undercover. When applied to an undercover for automobiles, embossing is applied to the outer surface of the FRP skin layer, especially the road surface side surface, in order to make it inconspicuous even when local scratches are caused by flints. It is preferable that it is given. When embossing is performed, a highly uniform design surface can be obtained in addition to the effect of preventing conspicuous scratches.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the FRP automobile panel according to the present invention, the FRP skin layer is provided on both surfaces of the foam core material, and the FRP skin layer is in a state in which both are bonded between the core material and each FRP skin layer. It has a configuration in which means for improving surface rigidity is interposed.
[0015]
The core material made of the foam in the present invention is not particularly limited as long as it is foamed for weight reduction and has a certain level or more of rigidity. For example, polyurethane, acrylic, polystyrene, polyimide, vinyl chloride, phenol Polymer foam materials such as can be used. In addition, FRP in the present invention refers to a resin reinforced with reinforcing fibers, and examples of reinforcing fibers include inorganic fibers such as carbon fibers and glass fibers, and organic fibers such as Kevlar fibers, polyethylene fibers, and polyamide fibers. The reinforcing fiber becomes. Carbon fiber is particularly preferable from the viewpoint of keeping the rigidity of the entire panel high. Examples of the FRP matrix resin include thermosetting resins such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, and phenol resins, and polyamide resins, polyolefin resins, dicyclopentadiene resins, polyurethane resins, and the like. These thermoplastic resins can also be used.
[0016]
As the resin to be molded by the RTM method in the present invention, a thermosetting resin having a low viscosity and easily impregnating reinforcing fibers or a monomer for RIM (Resin Injection Molding) that forms a thermoplastic resin is preferable. Among them, FRP From the viewpoint of reducing the thermal shrinkage of the molded product and suppressing the occurrence of cracks, modified epoxy resins, nylon resins, and dicyclopentadiene resins containing an epoxy resin, a thermoplastic resin, a rubber component, or the like are more suitable.
[0018]
FIG. 1 shows an FRP automobile panel according to a reference example of the present invention (an example showing a reference configuration for improving the surface rigidity of the FRP skin layer) . In FIG. 1, an FRP automobile panel 1 includes a core material 2 made of a foam and FRP skin layers 3 and 4 disposed on both sides thereof, and between one FRP skin layer 3 and the core material 2. Further, a mesh body 5 (layer including a mesh body) is interposed as means for improving surface rigidity. The mesh body 5 is impregnated with the matrix resin of the FRP skin layer 3 and cured to form a mesh body layer.
[0019]
The FRP automobile panel 1 is manufactured as follows. Reinforcing fibers constituting the FRP skin layers 3 and 4 are arranged on both surfaces of the core material 2, and the mesh body 5 is interposed between the reinforcing fiber layer constituting the one FRP skin layer 3 and the core material 2. In this state, resin is injected and molded integrally as a panel by the RTM method. At this time, the injection resin, that is, the matrix resin constituting the FRP skin layer is impregnated in the mesh body 5 together with the reinforcing fiber layer, and the portion where the mesh body 5 is interposed is formed between the FRP skin layer 3 and the core material 2. Functions as a bonding reinforcement layer.
[0020]
The FRP skin layers 3 and 4 are made of, for example, a matrix resin made of a carbon fiber fabric and an epoxy resin, and the mesh body 5 is made of a mesh body made of nylon, for example. For the core material 2, for example, a urethane foam material is used.
[0021]
In the FRP automobile panel 1 configured as described above, the presence of the mesh body layer including the mesh body 5 causes the bonding strength between the FRP skin layer 3 and the core material 2 as compared with the case where this layer is not interposed. Is improved. As a result of improving the bonding strength, the FRP skin layer 3 and the core material 2 are difficult to peel off. Therefore, for example, when bending equivalent to that shown in FIG. 10 is applied, the FRP skin layer 3 is prevented from peeling off from the core material 2 as shown in FIG. 2 are prevented from deforming each other, and the surface rigidity of the FRP skin layer 3 is improved, and as a result, the rigidity of the entire panel is improved.
[0022]
As shown in FIG. 3 (a), when a local compressive load 6 (for example, a local impact load due to boisterous stone) is applied to the panel 1, the core material 2 is compressed and deformed at that portion, and the FRP skin. The layer 3 tries to peel from the core material 2 locally. However, since the bonding strength between the FRP skin layer 3 and the core material 2 is improved, the FRP skin layer 3 is prevented from being peeled off from the core material 2, and local deformation is suppressed to a small level, and after unloading. The FRP skin layer 3 is prevented from peeling off from the core material 2 and the sandwich structure is maintained (FIG. 3B). That is, local deformation of the panel 1 is suppressed, and the local rigidity of the panel 1 is maintained high.
[0023]
FIG. 4 shows an FRP automobile panel 11 according to a modification of the reference example shown in FIG. 1, and shows a case where a mesh body 5 (mesh layer) is interposed on both surfaces of the core material 2. . In this FRP automobile panel 11, since the bonding strength with the FRP skin layers 3 and 4 is improved on both sides of the core material 2, the surface rigidity of both the FRP skin layers 3 and 4 is improved. Prevention of local deformation and maintenance of local rigidity are achieved on both sides.
[0024]
FIG. 5 shows an FRP automobile panel according to another reference example of the present invention (an example showing a reference configuration for showing the function of the wall-like protrusion in the present invention) . In FIG. 5, the FRP automobile panel 21 has a foam core material 22 and FRP skin layers 23 and 24 disposed on both sides thereof. From one FRP skin layer 3, the matrix resin is used. The plurality of formed wall-shaped ridges 25 extend in the thickness direction of the core material 22. This wall-like projection 25 constitutes a surface rigidity improving means.
[0025]
The plurality of wall-shaped ridges 25 are formed as follows when integrally molded by the RTM method. That is, a plurality of grooves 26 extending in the surface direction are formed on the surface of the core material 22 on the side of the FRP skin layer 23, and the matrix resin of the FRP skin layer 23 is allowed to flow into the grooves 26 and harden. The wall-shaped ridge 25 is formed together with the integral molding.
[0026]
The FRP skin layers 23 and 24 are made of, for example, a matrix resin made of a carbon fiber fabric and an epoxy resin, and the wall-shaped ridges 25 are formed by curing the epoxy resin as the matrix resin. The wall-shaped ridges 25 may be formed, for example, with a width of about 1 mm, a depth of about 4 mm, and an arrangement pitch of about 1/2 inch. For the core material 22, for example, an acrylic foam material is used.
[0027]
In the FRP automobile panel 21 configured as described above, as shown in FIG. 6, a plurality of wall-shaped ridges 25 are extended from the FRP skin layer 23 into the core material 22, so that the wall The ridge 25 exhibits an anchoring effect on the FRP skin layer 23, and the surface rigidity of the FRP skin layer 23 is greatly increased. Therefore, deformation of the FRP skin layer 23 can be suppressed even when a local compressive load 27 is applied. In addition, since the bonding strength between the FRP skin layer 23 and the core material 22 is increased due to the presence of the plurality of wall-shaped ridges 25, both are difficult to peel off, and when bending acts as shown in FIG. However, the FRP skin layer 23 does not peel from the core material 22. Therefore, a desired sandwich structure is maintained, and the local rigidity of the panel 21 and the overall rigidity are kept high.
[0028]
In the present invention, the wall-like ridges as described above are provided on both sides of the core material . For example, it is preferable to arrange like the embodiment shown in FIG. In the FRP automobile panel 31 shown in FIG. 8, a plurality of wall-shaped protrusions 25 extend from the FRP skin layer 23 in the thickness direction of the core material 22, and a plurality of wall-shaped protrusions also from the FRP skin layer 24. The strips 28 extend in the thickness direction of the core material 22, and the both wall-shaped ridges 25 and 28 are arranged in a staggered manner as viewed in the cross-sectional direction of the core material 22.
[0029]
By disposing wall-like ridges as means for improving surface rigidity on both surfaces of the core material, the surface rigidity of the FRP skin layers 23 and 24 on both surfaces is improved, and the rigidity of the panel 31 as a whole is further improved. Will be. By arranging the wall-like ridges 25 and 28 in a staggered manner, especially on the limited thickness of sandwich panels as FRP automobile panels , the both sides are targeted while maintaining the strength and rigidity of the entire panel. The effect of improving surface rigidity is obtained.
[0030]
The FRP automobile panel according to the present invention as described above is suitable, for example, as an automobile undercover. When applied to the undercover, local external forces and local impact forces such as spring stones may be applied to the surface of the road surface, especially when such external forces are damaged. It is preferable to keep it inconspicuous. Therefore, for example, as shown in FIG. 9 showing an application example of the embodiment shown in FIG. 1, it is preferable to provide emboss 41 on the outer surface of the FRP skin layer 3 forming the road surface side surface. By applying the emboss 41, even when a local scratch caused by a rock stone or the like occurs, the scratch becomes inconspicuous, and the emboss 41 is uniformly applied to give a uniform feeling to the surface. It is also possible to obtain a new design surface.
[0031]
The embossing is applied, for example, by using a release material with an emboss (for example, a release film) at the time of forming the FRP skin layer, peeling and removing it after forming, and transferring the FRP formed by transfer. This is easily done by leaving an emboss mark on the surface of the skin layer.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the FRP automobile panel and the manufacturing method thereof according to the present invention, the RTM method suitable for mass production can be adopted, and both the material cost and the molding cost can be reduced, and the both sides of the core material can be reduced. by providing the surface rigidity improving means in FRP skin layer is provided can be obtained local peeling high local rigidity hardly occur in the FRP skin layer, it is possible to maintain high rigidity as a whole panel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an FRP automobile panel according to a reference example of the present invention.
FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing a state where bending is applied to the panel of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view showing a state when a compressive load is applied to the panel of FIG.
4 is a partial cross-sectional view of an FRP automobile panel according to a modification of FIG. 1;
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of an FRP automobile panel according to another reference example of the present invention.
6 is a schematic partial cross-sectional view showing a state where a compressive load is applied to the panel of FIG.
7 is a schematic partial cross-sectional view showing a state where bending is applied to the panel of FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view of an FRP automobile panel according to an embodiment of the present invention .
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing an example of an FRP automobile panel provided with embossing.
FIG. 10 is a schematic partial sectional view showing a problem of a conventional panel.
FIG. 11 is a schematic partial sectional view showing another problem of the conventional panel.
[Explanation of symbols]
1, 11, 21, 31 FRP-made automobile panels 2,22 core material 3,4,23,24 FRP skin layer 5 network-shaped body (reticular layer)
6 Compressive load 25, 28 Wall-shaped ridge as a means for improving rigidity 26 Groove of core material 27 Compressive load 41 Emboss

Claims

FRP skin layer is provided on both sides of the core material made of foam, and the surface for maintaining the initial predetermined surface shape of the FRP skin layer in a state where both are joined between the core material and the FRP skin layer multiple a F RP manufactured automotive panel means for improving the rigidity that is interposed, the surface rigidity improving means are formed by a matrix resin of the FRP skin layer, extending from the FRP skin layer thickness direction of the core material FRP automobiles characterized in that the wall-shaped ridges extending in the thickness direction of the core material from each FRP skin layer are staggered when viewed in the cross-sectional direction of the core material. Panel.

An under cover for a motor vehicle, FRP-made automobile panel according to claim 1.

The FRP automobile panel according to claim 2 , wherein the road surface side surface of the FRP skin layer is embossed.

The FRP skin layer on both surfaces of a core material made of foam, with intervening means for improving surface rigidity for keeping the initial predetermined surface shape of the FRP skin layer between, integrally molded by the RTM method F A method of manufacturing an RP automobile panel , wherein the surface rigidity improving means is formed with a plurality of grooves extending in the surface direction on the surface of the core material on the FRP skin layer side, and the matrix resin of the FRP skin layer is placed in the groove. By forming a plurality of wall-like ridges extending from the FRP skin layer in the thickness direction of the core material by being caused to flow into the core and curing, it is configured with molding, and the grooves are formed on both sides of the core material. A method for manufacturing an FRP automobile panel, wherein the FRP skin layer is formed by RTM method on both surfaces of a core material.

The method for producing an FRP automobile panel according to claim 4 , wherein the molded panel is an automobile undercover.

The method for producing an FRP automobile panel according to claim 5 , wherein the road surface side surface of the FRP skin layer is embossed.