JP4202799B2 - 繊維強化プラスチック成形品の製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチック成形品の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4202799B2 JP4202799B2 JP2003083331A JP2003083331A JP4202799B2 JP 4202799 B2 JP4202799 B2 JP 4202799B2 JP 2003083331 A JP2003083331 A JP 2003083331A JP 2003083331 A JP2003083331 A JP 2003083331A JP 4202799 B2 JP4202799 B2 JP 4202799B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prepreg
- fiber
- reinforced plastic
- convex portion
- lower mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/20—Making multilayered or multicoloured articles
- B29C43/203—Making multilayered articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/0854—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリプレグを用いた圧縮成形によって、凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
また、最近では、下型上に、２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の短繊維と熱硬化性樹脂からなるシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）、一方向に引き揃えられた長繊維に熱硬化性樹脂を含浸した一方向プリプレグ、および長繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸したファブリックプリプレグを順次積層した後、金型を閉じて圧縮成形し、凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造することが行われている。以下、この製造方法の一例を、具体的に説明する。
【０００４】
まず、図５に示すように、下型１の表面に、シートモールディングコンパウンド１１を配置し、凸部３以外のシートモールディングコンパウンド１１上に一方向プリプレグ１２を配置し、凸部３のシートモールディングコンパウンド１１上にファブリックプリプレグ１３を配置し、さらに、一方向プリプレグ１２上にファブリックプリプレグ１３を配置する。
【０００５】
次いで、金型を閉じ、下型１および上型２によってＳＭＣおよびプリプレグを加熱しながらプレスして、いったん熱硬化性樹脂を軟化させ、ＳＭＣおよびプリプレグを一体化させる。圧縮成形後、金型を開き、図６に示すような、シートモールディングコンパウンド１１、一方向プリプレグ１２およびファブリックプリプレグ１３が一体、硬化した凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を得る。
【０００６】
しかしながら、この製造方法においては、圧縮成形前のＳＭＣおよびプリプレグはかさ高く、金型内面とは同じ寸法ではないため、圧縮成形時にずれやすく、金型内で正確な位置決めを行いＳＭＣおよびプリプレグを配置することは困難という問題があった。
【０００７】
また、このような繊維強化プラスチック成形品においては、切断、穴開け等の加工のしやすさ、意匠性の観点から、最も上層側に長繊維の織物が配置される。したがって、製造の際には、ファブリックプリプレグ１３が最も上層に配置される。
しかしながら、圧縮成形時に、凸部３に配置されたファブリックプリプレグ１３の長繊維の織物が凸部３の外方に向かって引っ張られてしまうと、長繊維は炭素繊維やガラス繊維といった伸びの少ないものであるため、凸部３の頭頂部４の周縁において、長繊維の織物が下型側に沈み込んだり、長繊維が切れてしまったりすることがあった。
【０００８】
長繊維の織物が下型側に沈み込んだり、長繊維が切れてしまったりした部分には、強化材である繊維が存在せず、樹脂のみが存在する樹脂溜まりが形成されてしまう。この樹脂溜まりは、繊維が存在しないため強度が低く、欠けやすいため、凸部３の頭頂部４の周縁にヒケと呼ばれる、図６に示すような欠損部分１５ができやすかった。
【０００９】
なお、凸部を有する繊維強化プラスチック成形品においては、凸部の頭頂部は他の部品との接続部分となることが多く、この部分に必ずしも長繊維の織物が存在していなくてもよい。よって、凸部３の頭頂部４の周縁に欠損部分を生じさせないために、図７に示すように、凸部３の側面５のみに帯状のファブリックプリプレグ１３を１周させて配置することが考えられる。
しかしながら、帯状のファブリックプリプレグ１３を凸部３の側面５に配置した場合では、金型を閉じる際に、凸部３の側面５に配置されたファブリックプリプレグ１３が、凸部３の外方に向かってずれ落ちてしまいやすい。ファブリックプリプレグ１３がずれ落ちたまま圧縮成形を行うと、図８に示すように、凸部３の頭頂部４に近い側面５に、長繊維の織物が存在しない部分が生じてしまう。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６１−４３５４０号公報
【特許文献２】
特開昭６１−４３５４１号公報
【特許文献３】
特開昭６１−４３５４２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、凸部の側面の全体に強化材である長繊維が存在し、かつ凸部の頭頂部の周縁に欠損部分が発生することがない繊維強化プラスチック成形品の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、シートモールディングコンパウンドと、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグとを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、頭頂部が平面である凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法であって、
下型の表面にシートモールディングコンパウンドを配置した後に、前記凸部に対応する下型の凸部の側面から頭頂部に亘って配置されるプリプレグの下型の凸部の頭頂部の縁から中心に向かう長さが縁から中心までの長さの２．５％以上１００％未満とすることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法においては、下型の凸部の側面に配置されるプリプレグは、ファブリックプリプレグであることが望ましい。
また、前記ファブリックプリプレグは、バイアスクロスのプリプレグであることが望ましい。
また、下型の凸部の側面に配置されるプリプレグは、バイアス層を構成する積層プリプレグであることが望ましい。
また、プリプレグの長繊維は、炭素繊維であることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法の一例について詳細に説明する。
まず、図１に示すように、下型１の表面に、シートモールディングコンパウンド１１（以下、ＳＭＣとも記す）を配置し、凸部３以外のシートモールディングコンパウンド１１上に一方向プリプレグ１２を配置する。
【００１５】
ついで、凸部３の側面５のシートモールディングコンパウンド１１上に帯状のファブリックプリプレグ１３を、ファブリックプリプレグ１３の一部が凸部３の頭頂部４に乗るように１周させて配置する。
さらに、一方向プリプレグ１２上にファブリックプリプレグ１３を配置する。
【００１６】
次いで、金型を閉じ、下型１および上型２によってＳＭＣおよびプリプレグを加熱しながらプレスして、いったん熱硬化性樹脂を軟化させ、ＳＭＣおよびプリプレグを一体化させる。圧縮成形後、金型を開き、図２に示すような、シートモールディングコンパウンド１１、一方向プリプレグ１２およびファブリックプリプレグ１３が一体、硬化した凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を得る。
【００１７】
シートモールディングコンパウンド１１は、長繊維を２５ｍｍ〜５０ｍｍの長さに切断して均一に配置し、熱硬化性樹脂をこの配置を乱さないように含浸させ、これを加熱して熱硬化性樹脂にべとつきがなくなる程度まで粘度を増加させた状態のシートである。
一方向プリプレグ１２は、一方向に引き揃えられた長繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。
【００１８】
ファブリックプリプレグ１３は、長繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。織物の組織としては、例えば、平織、綾織、朱子織などが挙げられる。
なお、本発明においては、用途によっては、凸部３の側面５に配置されるプリプレグとして、ファブリックプリプレグ１３の代わりに、一方向プリプレグや複数の一方向プリプレグを積層した、バイアス層を構成する積層プリプレグなどを用いてもよい。
【００１９】
凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３の織物としては、タテ、ヨコ方向への伸びがよいバイアスクロスが好ましい。ここで、バイアスクロスとは、平織の織物を斜め（例えば４５゜）に裁断することによって得られる、経糸、緯糸が斜めに傾いている織物である。すなわち、凸部３の側面５は、頭頂部４付近と底部付近とでは、外周の長さが異なるが、伸びのよいバイアスクロスのプリプレグを用いれば、凸部３の側面５にプリプレグをきれいに沿わせて配置することができる。
【００２０】
プリプレグの長繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、高強度ポリエチレン、ＰＢＯ繊維、ステンレススチール繊維などが挙げられる。中でも、圧縮成形の際に繊維が切れやすく、成形品にヒケなどができやすい炭素繊維を用いる場合に、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は好適である。
【００２１】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。長繊維として炭素繊維を用いる場合は、炭素繊維との接着性の点で、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂が好適に用いられる。
【００２２】
凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３の、頭頂部４に乗る部分は、図３および図４に示すように、頭頂部４の縁６から中心７に向かう長さｂが、縁６から中心７までの長さａの２．５％以上１００％未満であることが好ましい。長さｂが、長さａの２．５％未満では、金型を閉じる際に、側面５に配置されたファブリックプリプレグ１３が、凸部３の外方に向かってずれ落ちてしまいやすい。一方、長さｂが、長さａの１００％以上では、頭頂部４をファブリックプリプレグ１３ですべて覆うため、金型内面の寸法と予め準備した材料の大きさが一致していない場合、片側の角部がファブリックを引っ張ってしまい、反対側の角部周縁形状の欠損が出来て好ましくない。ここで、頭頂部４の形状が、円、楕円、長方形以外の不定形の場合、頭頂部４の中心７は、頭頂部４の重心とする。
【００２３】
本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、凸部３の側面５の傾斜θが４０〜８９゜のときに、特に好適である。すなわち、傾斜θが４０゜以上の場合、凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３は、凸部３の外方に向かってずれ落ちやすくなるが、本発明はこれを防ぐことができる。
また、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、凸部３の頭頂部４４と側面５との境目の角が面取りされている場合にも適用できる。この場合の頭頂部４の範囲は、面取りされた部分を除く平面部分とする。
【００２４】
以上説明したような繊維強化プラスチック成形品の製造方法にあっては、下型１の凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３を、その一部が下型１の凸部３の頭頂部４に乗るように配置しているので、金型を閉じる際に、凸部３の側面５に配置されたファブリックプリプレグ１３が、凸部３の外方に向かってずれ落ちることがない。よって、凸部３の側面５の全体に強化材である長繊維が存在する繊維強化プラスチック成形品を得ることができる。
【００２５】
また、以上説明したような繊維強化プラスチック成形品の製造方法にあっては、１枚のファブリックプリプレグ１３で下型１の凸部３全体を覆っていないので、圧縮成形時に織物の長繊維に張力がかからず、凸部３の頭頂部４の周縁において、長繊維の織物が下型側に沈み込んだり、長繊維が切れてしまったりすることがない。よって、凸部３の頭頂部４の周縁に欠損部分が発生することがない。
【００２６】
なお、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、頭頂部が平面である凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法において、前記凸部に対応する下型の凸部の側面に配置されるプリプレグを、その一部が対応する下型の凸部の頭頂部に乗るように配置する方法であればよく、上述の形態例に限定はされない。
【００２７】
本発明の製造方法で得られた繊維強化プラスチック成形品は、オイルパン、カムカバー、スポイラー取り付け部、バンパー、トレーなどの自動車部品；内壁、内装カバー、トレーなどの鉄道車両部品；一般機器カバー、ハウジング等の軽量化、高強度かが求められている部品であって、頭頂部が平面である凸部を有する部品に好適である。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明は実施例によって制限されるものではない。
金型としては、図１に示すような下型１に凸部３を有する、上下一対の金型を用いた。凸部３の頭頂部４の縁６から中心７までの長さａは、４０ｍｍであった。
【００２９】
シートモールディングコンパウンドとしては、クアンタム社ＡＭＣ＃８５９０ＢＫを用いた。また、一方向プリプレグとしては、三菱レイヨン社製ＴＲ３９０Ｅ１２５Ｓを用いた。また、ファブリックプリプレグとしては、三菱レイヨン社製ＴＲ３１１０−３９０ＧＭＰを用いた。
【００３０】
まず、図１に示すように、下型１の表面に、シートモールディングコンパウンド１１を配置し、凸部３以外のシートモールディングコンパウンド１１上に一方向プリプレグ１２を配置した。
ついで、凸部３の側面５のシートモールディングコンパウンド１１上に帯状のファブリックプリプレグ１３を、ファブリックプリプレグ１３の一部が凸部３の頭頂部４に乗るように１周させて配置した。
ここで、凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３の、頭頂部４の縁６から中心７に向かう長さｂは、長さａの３０％となるように、１０〜１５ｍｍとした。
さらに、一方向プリプレグ１２上にファブリックプリプレグ１３を配置した。
【００３１】
次いで、金型を閉じ、下型１および上型２によってＳＭＣおよびプリプレグを１３０℃で加熱しながら８０ｋｇ/ｃｍ2 の圧力で５分間プレスして、ＳＭＣおよびプリプレグを一体硬化させた。圧縮成形後、金型を開き、図２に示すような、シートモールディングコンパウンド１１、一方向プリプレグ１２およびファブリックプリプレグ１３が一体硬化した凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を得た。
この繊維強化プラスチック成形品の凸部の側面は、ファブリックプリプレグ１３に由来するバイアスクロスに完全に覆われていた。また、凸部の周縁には欠損部分は発生していなかった。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、頭頂部が平面である凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法において、前記凸部に対応する下型の凸部の側面に配置されるプリプレグを、その一部が対応する下型の凸部の頭頂部に乗るように配置する方法であるので、凸部の側面の全体に強化材である長繊維が存在し、かつ凸部の頭頂部の周縁に欠損部分が発生することがない繊維強化プラスチック成形品を得ることができる。
【００３３】
また、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法において、下型の凸部の側面に配置されるプリプレグの、下型の凸部の頭頂部の縁から中心に向かう長さが縁から中心までの長さの２．５％以上１００％未満とされていれば、凸部の側面における長繊維のずれを確実に防止できる。
また、下型の凸部の側面に配置されるプリプレグが、バイアスクロスのプリプレグであれば、凸部の側面にプリプレグをきれいに沿わせて配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法に従って、下型上にプリプレグを配置した状態を示す概略断面図である。
【図２】 本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法によって得られた成形品を示す概略断面図である。
【図３】 下型上にプリプレグを配置した状態を示す上面図である。
【図４】 図３におけるIV−IV断面図である。
【図５】 従来の繊維強化プラスチック成形品の製造方法に従って、下型上にプリプレグを配置した状態を示す概略断面図である。
【図６】 従来の繊維強化プラスチック成形品の製造方法によって得られた成形品を示す概略断面図である。
【図７】 従来の繊維強化プラスチック成形品の製造方法に従って、下型上にプリプレグを配置した状態を示す概略断面図である。
【図８】 従来の繊維強化プラスチック成形品の製造方法によって得られた成形品を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 下型
２ 上型
３ 凸部
４ 凸部の頭頂部
５ 側面
６ 縁
７ 頭頂部中心
１３ ファブリックプリプレグ（プリプレグ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリプレグを用いた圧縮成形によって、凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
また、最近では、下型上に、２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の短繊維と熱硬化性樹脂からなるシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）、一方向に引き揃えられた長繊維に熱硬化性樹脂を含浸した一方向プリプレグ、および長繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸したファブリックプリプレグを順次積層した後、金型を閉じて圧縮成形し、凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造することが行われている。以下、この製造方法の一例を、具体的に説明する。
【０００４】
まず、図５に示すように、下型１の表面に、シートモールディングコンパウンド１１を配置し、凸部３以外のシートモールディングコンパウンド１１上に一方向プリプレグ１２を配置し、凸部３のシートモールディングコンパウンド１１上にファブリックプリプレグ１３を配置し、さらに、一方向プリプレグ１２上にファブリックプリプレグ１３を配置する。
【０００５】
次いで、金型を閉じ、下型１および上型２によってＳＭＣおよびプリプレグを加熱しながらプレスして、いったん熱硬化性樹脂を軟化させ、ＳＭＣおよびプリプレグを一体化させる。圧縮成形後、金型を開き、図６に示すような、シートモールディングコンパウンド１１、一方向プリプレグ１２およびファブリックプリプレグ１３が一体、硬化した凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を得る。
【０００６】
しかしながら、この製造方法においては、圧縮成形前のＳＭＣおよびプリプレグはかさ高く、金型内面とは同じ寸法ではないため、圧縮成形時にずれやすく、金型内で正確な位置決めを行いＳＭＣおよびプリプレグを配置することは困難という問題があった。
【０００７】
また、このような繊維強化プラスチック成形品においては、切断、穴開け等の加工のしやすさ、意匠性の観点から、最も上層側に長繊維の織物が配置される。したがって、製造の際には、ファブリックプリプレグ１３が最も上層に配置される。
しかしながら、圧縮成形時に、凸部３に配置されたファブリックプリプレグ１３の長繊維の織物が凸部３の外方に向かって引っ張られてしまうと、長繊維は炭素繊維やガラス繊維といった伸びの少ないものであるため、凸部３の頭頂部４の周縁において、長繊維の織物が下型側に沈み込んだり、長繊維が切れてしまったりすることがあった。
【０００８】
長繊維の織物が下型側に沈み込んだり、長繊維が切れてしまったりした部分には、強化材である繊維が存在せず、樹脂のみが存在する樹脂溜まりが形成されてしまう。この樹脂溜まりは、繊維が存在しないため強度が低く、欠けやすいため、凸部３の頭頂部４の周縁にヒケと呼ばれる、図６に示すような欠損部分１５ができやすかった。
【０００９】
なお、凸部を有する繊維強化プラスチック成形品においては、凸部の頭頂部は他の部品との接続部分となることが多く、この部分に必ずしも長繊維の織物が存在していなくてもよい。よって、凸部３の頭頂部４の周縁に欠損部分を生じさせないために、図７に示すように、凸部３の側面５のみに帯状のファブリックプリプレグ１３を１周させて配置することが考えられる。
しかしながら、帯状のファブリックプリプレグ１３を凸部３の側面５に配置した場合では、金型を閉じる際に、凸部３の側面５に配置されたファブリックプリプレグ１３が、凸部３の外方に向かってずれ落ちてしまいやすい。ファブリックプリプレグ１３がずれ落ちたまま圧縮成形を行うと、図８に示すように、凸部３の頭頂部４に近い側面５に、長繊維の織物が存在しない部分が生じてしまう。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６１−４３５４０号公報
【特許文献２】
特開昭６１−４３５４１号公報
【特許文献３】
特開昭６１−４３５４２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、凸部の側面の全体に強化材である長繊維が存在し、かつ凸部の頭頂部の周縁に欠損部分が発生することがない繊維強化プラスチック成形品の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、シートモールディングコンパウンドと、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグとを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、頭頂部が平面である凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法であって、
下型の表面にシートモールディングコンパウンドを配置した後に、前記凸部に対応する下型の凸部の側面から頭頂部に亘って配置されるプリプレグの下型の凸部の頭頂部の縁から中心に向かう長さが縁から中心までの長さの２．５％以上１００％未満とすることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法においては、下型の凸部の側面に配置されるプリプレグは、ファブリックプリプレグであることが望ましい。
また、前記ファブリックプリプレグは、バイアスクロスのプリプレグであることが望ましい。
また、下型の凸部の側面に配置されるプリプレグは、バイアス層を構成する積層プリプレグであることが望ましい。
また、プリプレグの長繊維は、炭素繊維であることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法の一例について詳細に説明する。
まず、図１に示すように、下型１の表面に、シートモールディングコンパウンド１１（以下、ＳＭＣとも記す）を配置し、凸部３以外のシートモールディングコンパウンド１１上に一方向プリプレグ１２を配置する。
【００１５】
ついで、凸部３の側面５のシートモールディングコンパウンド１１上に帯状のファブリックプリプレグ１３を、ファブリックプリプレグ１３の一部が凸部３の頭頂部４に乗るように１周させて配置する。
さらに、一方向プリプレグ１２上にファブリックプリプレグ１３を配置する。
【００１６】
次いで、金型を閉じ、下型１および上型２によってＳＭＣおよびプリプレグを加熱しながらプレスして、いったん熱硬化性樹脂を軟化させ、ＳＭＣおよびプリプレグを一体化させる。圧縮成形後、金型を開き、図２に示すような、シートモールディングコンパウンド１１、一方向プリプレグ１２およびファブリックプリプレグ１３が一体、硬化した凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を得る。
【００１７】
シートモールディングコンパウンド１１は、長繊維を２５ｍｍ〜５０ｍｍの長さに切断して均一に配置し、熱硬化性樹脂をこの配置を乱さないように含浸させ、これを加熱して熱硬化性樹脂にべとつきがなくなる程度まで粘度を増加させた状態のシートである。
一方向プリプレグ１２は、一方向に引き揃えられた長繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。
【００１８】
ファブリックプリプレグ１３は、長繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。織物の組織としては、例えば、平織、綾織、朱子織などが挙げられる。
なお、本発明においては、用途によっては、凸部３の側面５に配置されるプリプレグとして、ファブリックプリプレグ１３の代わりに、一方向プリプレグや複数の一方向プリプレグを積層した、バイアス層を構成する積層プリプレグなどを用いてもよい。
【００１９】
凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３の織物としては、タテ、ヨコ方向への伸びがよいバイアスクロスが好ましい。ここで、バイアスクロスとは、平織の織物を斜め（例えば４５゜）に裁断することによって得られる、経糸、緯糸が斜めに傾いている織物である。すなわち、凸部３の側面５は、頭頂部４付近と底部付近とでは、外周の長さが異なるが、伸びのよいバイアスクロスのプリプレグを用いれば、凸部３の側面５にプリプレグをきれいに沿わせて配置することができる。
【００２０】
プリプレグの長繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、高強度ポリエチレン、ＰＢＯ繊維、ステンレススチール繊維などが挙げられる。中でも、圧縮成形の際に繊維が切れやすく、成形品にヒケなどができやすい炭素繊維を用いる場合に、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は好適である。
【００２１】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。長繊維として炭素繊維を用いる場合は、炭素繊維との接着性の点で、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂が好適に用いられる。
【００２２】
凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３の、頭頂部４に乗る部分は、図３および図４に示すように、頭頂部４の縁６から中心７に向かう長さｂが、縁６から中心７までの長さａの２．５％以上１００％未満であることが好ましい。長さｂが、長さａの２．５％未満では、金型を閉じる際に、側面５に配置されたファブリックプリプレグ１３が、凸部３の外方に向かってずれ落ちてしまいやすい。一方、長さｂが、長さａの１００％以上では、頭頂部４をファブリックプリプレグ１３ですべて覆うため、金型内面の寸法と予め準備した材料の大きさが一致していない場合、片側の角部がファブリックを引っ張ってしまい、反対側の角部周縁形状の欠損が出来て好ましくない。ここで、頭頂部４の形状が、円、楕円、長方形以外の不定形の場合、頭頂部４の中心７は、頭頂部４の重心とする。
【００２３】
本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、凸部３の側面５の傾斜θが４０〜８９゜のときに、特に好適である。すなわち、傾斜θが４０゜以上の場合、凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３は、凸部３の外方に向かってずれ落ちやすくなるが、本発明はこれを防ぐことができる。
また、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、凸部３の頭頂部４４と側面５との境目の角が面取りされている場合にも適用できる。この場合の頭頂部４の範囲は、面取りされた部分を除く平面部分とする。
【００２４】
以上説明したような繊維強化プラスチック成形品の製造方法にあっては、下型１の凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３を、その一部が下型１の凸部３の頭頂部４に乗るように配置しているので、金型を閉じる際に、凸部３の側面５に配置されたファブリックプリプレグ１３が、凸部３の外方に向かってずれ落ちることがない。よって、凸部３の側面５の全体に強化材である長繊維が存在する繊維強化プラスチック成形品を得ることができる。
【００２５】
また、以上説明したような繊維強化プラスチック成形品の製造方法にあっては、１枚のファブリックプリプレグ１３で下型１の凸部３全体を覆っていないので、圧縮成形時に織物の長繊維に張力がかからず、凸部３の頭頂部４の周縁において、長繊維の織物が下型側に沈み込んだり、長繊維が切れてしまったりすることがない。よって、凸部３の頭頂部４の周縁に欠損部分が発生することがない。
【００２６】
なお、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、頭頂部が平面である凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法において、前記凸部に対応する下型の凸部の側面に配置されるプリプレグを、その一部が対応する下型の凸部の頭頂部に乗るように配置する方法であればよく、上述の形態例に限定はされない。
【００２７】
本発明の製造方法で得られた繊維強化プラスチック成形品は、オイルパン、カムカバー、スポイラー取り付け部、バンパー、トレーなどの自動車部品；内壁、内装カバー、トレーなどの鉄道車両部品；一般機器カバー、ハウジング等の軽量化、高強度かが求められている部品であって、頭頂部が平面である凸部を有する部品に好適である。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明は実施例によって制限されるものではない。
金型としては、図１に示すような下型１に凸部３を有する、上下一対の金型を用いた。凸部３の頭頂部４の縁６から中心７までの長さａは、４０ｍｍであった。
【００２９】
シートモールディングコンパウンドとしては、クアンタム社ＡＭＣ＃８５９０ＢＫを用いた。また、一方向プリプレグとしては、三菱レイヨン社製ＴＲ３９０Ｅ１２５Ｓを用いた。また、ファブリックプリプレグとしては、三菱レイヨン社製ＴＲ３１１０−３９０ＧＭＰを用いた。
【００３０】
まず、図１に示すように、下型１の表面に、シートモールディングコンパウンド１１を配置し、凸部３以外のシートモールディングコンパウンド１１上に一方向プリプレグ１２を配置した。
ついで、凸部３の側面５のシートモールディングコンパウンド１１上に帯状のファブリックプリプレグ１３を、ファブリックプリプレグ１３の一部が凸部３の頭頂部４に乗るように１周させて配置した。
ここで、凸部３の側面５に配置されるファブリックプリプレグ１３の、頭頂部４の縁６から中心７に向かう長さｂは、長さａの３０％となるように、１０〜１５ｍｍとした。
さらに、一方向プリプレグ１２上にファブリックプリプレグ１３を配置した。
【００３１】
次いで、金型を閉じ、下型１および上型２によってＳＭＣおよびプリプレグを１３０℃で加熱しながら８０ｋｇ/ｃｍ2 の圧力で５分間プレスして、ＳＭＣおよびプリプレグを一体硬化させた。圧縮成形後、金型を開き、図２に示すような、シートモールディングコンパウンド１１、一方向プリプレグ１２およびファブリックプリプレグ１３が一体硬化した凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を得た。
この繊維強化プラスチック成形品の凸部の側面は、ファブリックプリプレグ１３に由来するバイアスクロスに完全に覆われていた。また、凸部の周縁には欠損部分は発生していなかった。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法は、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、頭頂部が平面である凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法において、前記凸部に対応する下型の凸部の側面に配置されるプリプレグを、その一部が対応する下型の凸部の頭頂部に乗るように配置する方法であるので、凸部の側面の全体に強化材である長繊維が存在し、かつ凸部の頭頂部の周縁に欠損部分が発生することがない繊維強化プラスチック成形品を得ることができる。
【００３３】
また、本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法において、下型の凸部の側面に配置されるプリプレグの、下型の凸部の頭頂部の縁から中心に向かう長さが縁から中心までの長さの２．５％以上１００％未満とされていれば、凸部の側面における長繊維のずれを確実に防止できる。
また、下型の凸部の側面に配置されるプリプレグが、バイアスクロスのプリプレグであれば、凸部の側面にプリプレグをきれいに沿わせて配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法に従って、下型上にプリプレグを配置した状態を示す概略断面図である。
【図２】 本発明の繊維強化プラスチック成形品の製造方法によって得られた成形品を示す概略断面図である。
【図３】 下型上にプリプレグを配置した状態を示す上面図である。
【図４】 図３におけるIV−IV断面図である。
【図５】 従来の繊維強化プラスチック成形品の製造方法に従って、下型上にプリプレグを配置した状態を示す概略断面図である。
【図６】 従来の繊維強化プラスチック成形品の製造方法によって得られた成形品を示す概略断面図である。
【図７】 従来の繊維強化プラスチック成形品の製造方法に従って、下型上にプリプレグを配置した状態を示す概略断面図である。
【図８】 従来の繊維強化プラスチック成形品の製造方法によって得られた成形品を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 下型
２ 上型
３ 凸部
４ 凸部の頭頂部
５ 側面
６ 縁
７ 頭頂部中心
１３ ファブリックプリプレグ（プリプレグ）
Claims (5)
- シートモールディングコンパウンドと、長繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグとを上型と下型からなる金型内に配置した後、金型を閉じて圧縮成形し、頭頂部が平面である凸部を有する繊維強化プラスチック成形品を製造する方法であって、
下型の表面にシートモールディングコンパウンドを配置した後に、前記凸部に対応する下型の凸部の側面から頭頂部に亘って配置されるプリプレグの下型の凸部の頭頂部の縁から中心に向かう長さが縁から中心までの長さの２．５％以上１００％未満とすることを特徴とする繊維強化プラスチック成形品の製造方法。 - 下型の凸部の側面に配置されるプリプレグが、ファブリックプリプレグであることを特徴とする請求項１記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記ファブリックプリプレグが、バイアスクロスのプリプレグであることを特徴とする請求項２記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 下型の凸部の側面に配置されるプリプレグが、バイアス層を構成する積層プリプレグであることを特徴とする請求項２または請求項３記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- プリプレグの長繊維が、炭素繊維であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項に記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003083331A JP4202799B2 (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 繊維強化プラスチック成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003083331A JP4202799B2 (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 繊維強化プラスチック成形品の製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004291265A JP2004291265A (ja) | 2004-10-21 |
| JP2004291265A5 JP2004291265A5 (ja) | 2006-05-18 |
| JP4202799B2 true JP4202799B2 (ja) | 2008-12-24 |
Family
ID=33398834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003083331A Expired - Fee Related JP4202799B2 (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 繊維強化プラスチック成形品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4202799B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5640357B2 (ja) * | 2009-11-27 | 2014-12-17 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維強化複合材料成形品及びその製造方法 |
| GB201204690D0 (en) * | 2012-03-16 | 2012-05-02 | Jaguar Cars | Composite moulding techniques |
| CN105408080B (zh) * | 2013-07-26 | 2018-09-21 | 麦格纳国际公司 | 模制装置和用于压缩模制纤维增强型预成型件的方法 |
| JP6358533B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2018-07-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プリプレグ、金属張積層板、プリント配線板 |
| WO2018101245A1 (ja) | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 三菱ケミカル株式会社 | 繊維強化樹脂成形品および繊維強化樹脂成形品の製造方法 |
| WO2018235512A1 (ja) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | 東レ株式会社 | 繊維強化プラスチック |
| JP7290821B2 (ja) * | 2019-03-12 | 2023-06-14 | 日本ガスケット株式会社 | ケーシング部材 |
| KR102274682B1 (ko) * | 2020-06-11 | 2021-07-09 | (주)한국몰드김제 | 프리프레그 보강재가 선택적으로 적층된 하이브리드 smc를 활용한 센터 플로어 모듈 제조 방법 |
| KR102278373B1 (ko) * | 2020-07-15 | 2021-07-19 | 한국생산기술연구원 | 복합소재 적층 구조물 성형해석 기법을 활용하여 프리프레그가 선택적으로 보강적층된 하이브리드 복합 소재 구조물의 제조 방법 |
-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003083331A patent/JP4202799B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004291265A (ja) | 2004-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4191343B2 (ja) | ハニカムサンドイッチパネルの製造方法 | |
| KR101211358B1 (ko) | 유연 프로펠러 및 이의 제조방법 | |
| JP4202799B2 (ja) | 繊維強化プラスチック成形品の製造方法 | |
| JP4967405B2 (ja) | 繊維強化プラスチックの製造方法 | |
| EP2746042B1 (en) | Methods for fabricating stabilized honeycomb core composite laminate structures | |
| US20090202826A1 (en) | Process for producing fiber reinforced resin | |
| CN105501601B (zh) | 一种复合材料箱及其制作方法 | |
| JP2006219078A (ja) | 航空機用複合体及び航空機の複合体構造部の製造方法 | |
| JP5550537B2 (ja) | 複合材製造方法 | |
| CN108712951B (zh) | 复合材料的制造方法 | |
| JP2015178241A (ja) | 繊維強化樹脂材の製造方法 | |
| JP2001062932A (ja) | 繊維強化樹脂構造体およびその製造方法 | |
| JP5682843B2 (ja) | 長繊維強化樹脂成形体とその製造方法 | |
| JP6721107B2 (ja) | 複合材料部材、複合材料部材の製造方法及びその成形用型 | |
| JP6665149B2 (ja) | 繊維強化樹脂体及びその製造方法 | |
| JP2009045924A (ja) | Ｆｒｐの製造方法 | |
| JP2005022171A (ja) | 複合材サンドイッチパネル用コア、複合材サンドイッチパネル、及びその製造方法 | |
| KR101857959B1 (ko) | 림 제조용 몰드 및 이를 이용한 림 제조방법 | |
| JP5064981B2 (ja) | 繊維強化複合材料 | |
| KR20170068758A (ko) | Z-피닝 패치 및 이를 이용한 결합체 일체접합 방법 | |
| JP2011016278A (ja) | 繊維強化複合材料成形品の製造方法 | |
| JP2010076356A (ja) | プリフォームおよび繊維強化プラスチックの成型方法 | |
| US8097198B2 (en) | Manufacturing method with vacuum bag | |
| JP6865084B2 (ja) | 風車用ブレード | |
| WO2018173322A1 (ja) | 繊維強化複合体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060327 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060327 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071227 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080415 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080613 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080924 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081009 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4202799 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131017 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |