JP6167537B2 - 繊維強化プラスチック成形品の製造方法および一体成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)少なくともガラスクロス繊維強化樹脂シート(I)と一方向に連続して配向した連続繊維強化樹脂シート(II)とからなる積層体を加熱加圧する繊維強化プラスチック成形品の製造方法であって、前記積層体は、同一厚みの前記ガラスクロス繊維強化樹脂シート(I)と前記一方向に連続して配向した連続繊維強化樹脂シート(II)とを横に並べて接合した接合シートを積層するとともに、前記接合シートにおける接合箇所が、上下に積層する接合シート間において異なる位置にある箇所を含む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。
(2)少なくとも樹脂シート(I)と繊維強化樹脂シート(II)とからなる積層体を加熱加圧する繊維強化プラスチック成形品の製造方法であって、前記積層体は、異なる厚みの前記樹脂シート(I)と前記繊維強化樹脂シート(II)とを横に並べるとともに、それぞれ少なくとも2層以上、前記樹脂シート(I)と前記繊維強化樹脂シート(II)との接合箇所が厚さ方向に異なる位置にあり、異なる厚みの前記樹脂シート(I)と前記繊維強化樹脂シート(II)とを厚さ方向に揃えて積層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。
(3)前記樹脂シート(I)または前記繊維強化樹脂シート(II)いずれか一方のシートが、他方のシート間に挟まれていることを特徴とする(2)に記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(4)前記積層体の厚さが0.1mm〜2mmである(1)〜(3)のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(5)前記ガラスクロス繊維強化樹脂シート(I)または前記樹脂シート(I)に用いられる樹脂が熱硬化性樹脂である(1)〜(4)のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(6)前記樹脂シート(I)中に非導電強化繊維を含んでいる(2)〜(5)のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(7)前記一方向に連続して配向した連続繊維強化樹脂シート(II)または前記繊維強化樹脂シート(II)に用いられる繊維強化樹脂のマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であり、強化繊維として導電繊維を用いる(1)〜(6)のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(8)前記導電繊維が炭素繊維である(7)に記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(9)前記ガラスクロス繊維強化樹脂シート(I)、または前記樹脂シート(I)中に非導電強化繊維を含んでいる場合における繊維重量含有率(Wf)が5%から80%であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(10)前記一方向に連続して配向した連続繊維強化樹脂シート(II)、または前記繊維強化樹脂シート(II)の繊維重量含有率(Wf)が5%から80%であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(11)前記積層体の表面に、樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上を1層以上さらに積層することを特徴とする(1)〜(10)のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(12)前記積層体の層間に、コア層として、樹脂フィルム、シート、発泡体、不織布から選択される1種類以上を積層することを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
(13)(1)〜(12)のいずれかに記載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繊維強化プラスチック成形品の周縁部の少なくとも一部を覆うように熱可塑性樹脂を射出成形して一体化することを特徴とする一体成形品の製造方法。
Wf=wf/(wre+wf)×100(%)
図11は、電界シールド性の測定装置の概略縦断面図である。図11において、電界シールド性の測定装置11bは、金属管11fからなる測定筐体からなる。金属管11fの内部空間は、外界から遮蔽されている。金属管11fの内部空間には、信号発信用アンテナ11cと信号受信用アンテナ11eが設けられている。金属管11fは、両アンテナの間に、測定試料11aをその外側から挿入可能とされている。測定試料11aは、測定試料厚み11dを有する。
電界シールド性(シールド効果)=−20log10E0/EX[dB]
複数の成形材料基材が接合されてなる繊維強化プラスチック成形体の接合部において、表面粗さ測定器を用いて、接合部を横切るように表面粗さ計測定ヘッド12aを走査し、成形体表面の粗さを測定(測定方法はJISB0633(2001)に準拠)して、図12に例示されるような方法により、Y方向変位(単位:μm)−測定ストローク(単位:mm)の粗さ曲線12eを得る。測定条件として、測定ストロークは20mm、測定速度0.3mm/s、カットオフ値0.3mm、フィルタ種別はガウシアン、傾斜補正無し、が選択される。接合部は測定ストロークの中間点である10mmの部分にセットする。ここで、接合部の段差12fとは、得られた粗さ曲線における最大の山頂のY方向変位と最小の谷底のY方向変位との差をいう。なお本実施例では、表面粗さ測定器として、(株)東京精密製サーフコム480Aを用い、接合部を垂直に横切るように表面粗さ計測定ヘッド12aを走査した。
複数の成形材料基材が接合されてなる繊維強化プラスチック成形体の接合部において、接合部の基材同士の重なり、ズレ (3mm以上の隙間)がないか目視で評価した。
図3に示すような積層構成を有する一体成形品を製造するにあたり、繊維強化樹脂シート(II)として、炭素繊維一方向プリプレグ(UD PP)P3052S−15(東レ(株)製 炭素繊維T700S使い マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 炭素繊維含有率67% 厚さ 0.143mm)を積層角度最表層上面から順に0°/90°/90°/0°となるように4層積層させて電波遮蔽領域として機能させ、その積層体と横に並べるように、樹脂シート(I)として、ガラスクロスプリプレグR−5(日東紡(株)製ガラス繊維 マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 ガラス 繊維含有率60% 厚さ 0.143mm)を4層積層させて電波透過領域とした。この積層体の表裏に、樹脂シート(I)および繊維強化樹脂シート(II)を一体に覆うように、さらにガラスクロスプリプレグR−5を表層材として、それぞれ1層ずつ積層した。この積層体の最下層表面上にさらに樹脂シート層CM4000(東レ株式会社製3元共重合ポリアミド樹脂、ポリアミド6/66/610)を1層積層し、プレス成形(金型温度150℃、圧力1.5MPa、硬化時間30分、プレス後の狙い厚み0.9mm)し、繊維強化プラスチック成形品を得た。この成形品を筐体形状に加工し、射出成形金型内にセットし、型締めを行った後、樹脂部材として繊維強化樹脂 TCP1206G50−B2(東レ(株)製 ガラス繊維含有量50%)を成形品の周縁部に射出成形(アウトサート)した一体成形品を製造した。特性評価結果はまとめて表1に記載した。
図4に示すように、3層目と4層目の接合部に15mmのギャップを設ける他は比較例3と同様にして、繊維強化プラスチック成形品と、熱可塑性樹脂で成形した部位を一体化させて一体成形品を得た。特性評価結果はまとめて表1に記載した。
図5に示すような積層構成を有する一体成形品を製造するにあたり、繊維強化樹脂シート(II)として、炭素繊維一方向プリプレグ(UD PP)P3052S−15(東レ(株)製 炭素繊維T700S使い マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 炭素繊維含有率67% 厚さ 0.143mm)を積層角度最表層上面から順に0°/90°/0°/90°/0°となるように5層積層させて電波遮蔽領域として機能させ、その積層体と横に並べるように樹脂シート(I)として、ガラスクロスプリプレグG01−35(日東紡(株)製ガラス繊維 マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 ガラス 繊維含有率65% 厚さ 0.086mm)を8層積層させて電波透過領域とした。この積層体の表裏に、樹脂シート(I)および繊維強化樹脂シート(II)を一体に覆うように、さらにガラスクロスプリプレグG01−35を表層材として、それぞれ1層ずつ積層した。この積層体の最下層表面上にさらに樹脂シート層CM4000(東レ株式会社製3元共重合ポリアミド樹脂、ポリアミド6/66/610)を1層積層し、プレス成形(金型温度150℃、圧力1.5MPa、硬化時間30分、プレス後の狙い厚み0.9mm)し、繊維強化プラスチック成形品を得た。この成形品を筐体形状に加工し、射出成形金型内にセットし、型締めを行った後、樹脂部材として繊維強化樹脂 TCP1206G50−B2(東レ(株)製 ガラス繊維含有量50%)を成形品の周縁部に射出成形(アウトサート)した一体成形品を製造した。特性評価結果はまとめて表1に記載した。
図7に示すように、樹脂シート(I)3層目と繊維強化樹脂シート(II)の2層目、樹脂シート(I)6層目と繊維強化樹脂シート(II)の4層目の接合部に15mmギャップを設ける以外は比較例4と同一の積層構成とし、繊維強化プラスチック成形品と、熱可塑性樹脂で成形した部位を一体化させて一体成形品を得た。特性評価結果はまとめて表1に記載した。
図6に示すような積層構成を有する一体成形品を製造するにあたり、繊維強化樹脂シート(II)として、P3052S−15/P3052S−17(東レ(株)製 炭素繊維T700S使い マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 炭素繊維含有率67% 厚さ 0.167mm)/P3052S−12(東レ(株)製 炭素繊維T700S使い マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 炭素繊維含有率67% 厚さ 0.119mm)/P3052S−12/P3052S−17/P3052S−15を最表層上面から順に0°/0°/90°/90°/0°/0°となるよう積層させて電波遮蔽領域として機能させ、その積層体と横に並べるように樹脂シート(I)として、ガラスクロスプリプレグG01−35(日東紡(株)製ガラス繊維 マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 ガラス 繊維含有率65% 厚さ 0.086mm)を10層積層させて電波透過領域とした。この積層体の表裏に、樹脂シート(I)および繊維強化樹脂シート(II)を一体に覆うように、さらにガラスクロスプリプレグG01−47(日東紡(株)製ガラス繊維 マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 ガラス 繊維含有率53% 厚さ 0.054mm)を表層材として、それぞれ1層ずつ積層した。この積層体の最下層表面上にさらに樹脂シート層CM4000を1層積層し、プレス成形(金型温度150℃、圧力1.5MPa、硬化時間30分、プレス後の狙い厚み1.0mm)し、繊維強化プラスチック成形品を得た。この成形品を筐体形状に加工し、射出成形金型内にセットし、型締めを行った後、樹脂部材として繊維強化樹脂 TCP1206G50−B2(東レ(株)製 ガラス繊維含有量50%)を成形品の周縁部に射出成形した一体成形品を製造した。特性評価結果はまとめて表1に記載した。
図8に示すように、樹脂シート(I)の1層目と繊維強化樹脂シート(II)の1層目、樹脂シート(I)3〜4層目と繊維強化樹脂シート(II)の2層目、樹脂シート(I)7〜8層目と繊維強化樹脂シート(II)の5層目、樹脂シート(I)の10層目と繊維強化樹脂シート(II)の6層目の接合部に15mmギャップを設け、樹脂シート(I)の2層目を繊維強化樹脂シート(II)の1層目と2層目の間に、樹脂シート(I)の9層目を繊維強化樹脂シート(II)の5層目と6層目の間に挟み込む以外は比較例5と同一の積層構成とし、繊維強化プラスチック成形品と、熱可塑性樹脂で成形した部位を一体化させて一体成形品を得た。特性評価結果はまとめて表1に記載した。
図10に示すように、繊維強化樹脂シート(II)として3052S−17を1層配置し、横に並べる領域に樹脂シート(I)としてガラスクロスプリプレグG03−35(日東紡(株)製ガラス繊維 マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 ガラス 繊維含有率65% 厚さ 0.088mm)2層を配置した積層体を2セット作成し、コア材としてC−PP(古河電工(株)製ポリプロピレンシート 密度0.91g/cm3)を上下から挟み込み、1つの積層体とした。ここで、繊維強化樹脂シート(II)となる3052S−17はコア材を中心に厚み方向に対称となるようにして電波遮蔽領域として機能させ、樹脂シート(I)となるG03−35はコア材を中心に厚み方向に対称となるようにして電波透過領域として機能させた。その後、その積層体の表裏に、樹脂シート(I)および繊維強化樹脂シート(II)を一体に覆うように、さらにガラスクロスプリプレグG3−047(日東紡(株)製ガラス繊維 マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 ガラス 繊維含有率53% 厚さ 0.118mm)を表層材として、それぞれ1層ずつ積層した。この積層体の最下層表面上にさらに樹脂シート層CM4000を1層積層し、プレス成形(金型温度150℃、圧力1.5MPa、硬化時間30分、プレス後の狙い厚み1.0mm)し、繊維強化プラスチック成形品を得た。この成形品を筐体形状に加工し、射出成形金型内にセットし、型締めを行った後、樹脂部材として繊維強化樹脂 TCP1206G50−B2(東レ(株)製 ガラス繊維含有量50%)を成形品の周縁部に射出成形(アウトサート)した一体成形品を製造した。特性評価結果はまとめて表1に記載した。
コア材をTVO−150(ポリプロピレンシート 融点150℃、目付15g/m2)/2010W(古河電工(株)製ポリプロピレン発泡体 密度0.35g/cm3)/TVO−150とし、積層する他は比較例6と同様にして、繊維強化プラスチック成形品と、熱可塑性樹脂で成形した部位を一体化させて一体成形品を得た。特性評価結果はまとめて表1に記載した。
繊維強化樹脂シート(II)として、炭素繊維一方向プリプレグ(UD PP)P3052S−15(東レ(株)製 炭素繊維T700S使い マトリックス樹脂:エポキシ樹脂 炭素繊維含有率67% 厚さ 0.143mm)を積層角度最表層から順に0°/90°/0°/0°/90°/0°となるように6層積層させて電波遮蔽領域として機能させ、その積層体に横に並べるように樹脂シート(I)として、ガラスクロスプリプレグR−5を6層積層させて電波透過領域とした。それら積層体の最下層表面上にさらに樹脂シート層CM4000を1層積層し、プレス成形(金型温度150℃、圧力1.5MPa、硬化時間30分、プレス後の狙い厚み0.9mm)し、繊維強化プラスチック成形品を得た。この成形品を筐体形状に加工し、射出成形金型内にセットし、型締めを行った後、樹脂部材として繊維強化樹脂 TCP1206G50−B2(東レ(株)製 ガラス繊維含有量50% ベース樹脂:ポリアミド)を成形品の周縁部に射出成形した一体成形品を製造した。特性評価結果はまとめて表2に記載した。
2層目と5層目の接合部に15mmのギャップを設ける他は比較例1と同様にして、繊維強化プラスチック成形品と、熱可塑性樹脂で成形した部位を一体化させて一体成形品を得た。特性評価結果はまとめて表2に記載した。
樹脂シート(I)としてガラスクロスプリプレグR−5を4層、繊維強化樹脂シート(II)として炭素繊維一方向プリプレグP3052S−15を積層角度最表層から順に0°/90°/90°/0°となるように4層それぞれ別々に積層し、接合箇所となる部分をそれぞれ裁断した積層体(I)および積層体(II)を横に並べて積層体とした。この積層体の表裏に、樹脂シート(I)および繊維強化樹脂シート(II)を一体に覆うように、さらにガラスクロスプリプレグR−5を表層材として、それぞれ1層ずつ積層した。それら積層体の最下層表面上にさらに樹脂シート層CM4000を1層積層し、プレス成形(金型温度150℃、圧力1.5MPa、硬化時間30分、プレス後の狙い厚み0.9mm)し、繊維強化プラスチック成形品を得た。この成形品を筐体形状に加工し、射出成形金型内にセットし、型締めを行った後、樹脂部材として繊維強化樹脂 TCP1206G50−B2(東レ(株)製 ガラス繊維含有量50% ベース樹脂:ポリアミド)を成形品の周縁部に射出成形した一体成形品を製造した。特性評価結果はまとめて表3に記載した。
樹脂シート(I)としてガラスクロスプリプレグR−5を6層積層させ、積層体の最下層表面上にさらに樹脂シート層CM4000を表層材として1層積層させ、プレス成形(金型温度150℃、圧力1.5MPa、硬化時間30分、プレス後の狙い厚み0.9mm)し、樹脂シート(I)と表層材からな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とは別に、繊維強化樹脂シート(II)として炭素繊維一方向プリプレグP3052S−15を積層角度最表層から順に0°/90°/0°/0°/90°/0°となるように6層を積層し、積層体の最下層表面上にさらに樹脂シート層CM4000を表層材として1層積層させプレス成形(金型温度150℃、圧力1.5MPa、硬化時間30分、プレス後の狙い厚み0.9mm)し、繊維強化樹脂シート(II)と表層材からなる繊維強化プラスチック成形品を得た。これら2つの成形品を、接着剤(コニシ株式会社製:G17)を用い接合し、この成形品を筐体形状に加工し、射出成形金型内にセットし、型締めを行った後、樹脂部材として繊維強化樹脂 TCP1206G50−B2(東レ(株)製 ガラス繊維含有量50% ベース樹脂:ポリアミド)を成形品の周縁部に射出成形した一体成形品を製造した。特性評価結果はまとめて表3に記載した。
1B 繊維強化樹脂シート(II)
1C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
1D 繊維強化プラスチック成形品
2A 樹脂シート(I)
2B 繊維強化樹脂シート(II)
2C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
3A 樹脂シート(I)
3B 繊維強化樹脂シート(II)
3C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
4A 樹脂シート(I)
4B 繊維強化樹脂シート(II)
4C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
5A 樹脂シート(I)
5B 繊維強化樹脂シート(II)
5C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
6A 樹脂シート(I)
6B 繊維強化樹脂シート(II)
6C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
7A 樹脂シート(I)
7B 繊維強化樹脂シート(II)
7C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
8A 樹脂シート(I)
8B 繊維強化樹脂シート(II)
8C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
9A 樹脂シート(I)
9B 繊維強化樹脂シート(II)
9C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
10A 樹脂シート(I)
10B 繊維強化樹脂シート(II)
10C 樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上の表層材
11D 樹脂フィルム、シート、発泡体、不織布から選択されるコア層
11a 測定試料
11b 電界シールド性の測定装置
11c 信号発信用アンテナ
11d 測定試料厚み
11e 信号受信用アンテナ
11f 金属管
12A 電磁波遮蔽領域となる成形材
12B 電波透過領域となる成形材
12a 表面粗さ計測定ヘッド
12b 測定開始点
12c 測定終了点
12d 走査方向
12e 粗さ曲線
12f 段差
12L 測定ストローク
12XL X方向ストローク軸
12YL Y方向変位軸
Claims (13)
- 少なくともガラスクロス繊維強化樹脂シート(I)と一方向に連続して配向した連続繊維強化樹脂シート(II)とからなる積層体を加熱加圧する繊維強化プラスチック成形品の製造方法であって、前記積層体は、同一厚みの前記ガラスクロス繊維強化樹脂シート(I)と前記一方向に連続して配向した連続繊維強化樹脂シート(II)とを横に並べて接合した接合シートを積層するとともに、前記接合シートにおける接合箇所が、上下に積層する接合シート間において異なる位置にある箇所を含む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。
- 少なくとも樹脂シート(I)と繊維強化樹脂シート(II)とからなる積層体を加熱加圧する繊維強化プラスチック成形品の製造方法であって、前記積層体は、異なる厚みの前記樹脂シート(I)と前記繊維強化樹脂シート(II)とを横に並べるとともに、それぞれ少なくとも2層以上、前記樹脂シート(I)と前記繊維強化樹脂シート(II)との接合箇所が厚さ方向に異なる位置にあり、異なる厚みの前記樹脂シート(I)と前記繊維強化樹脂シート(II)とを厚さ方向に揃えて積層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。
- 前記樹脂シート(I)または前記繊維強化樹脂シート(II)いずれか一方のシートが、他方のシート間に挟まれていることを特徴とする請求項2に記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記積層体の厚さが0.1mm〜2mmである請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記ガラスクロス繊維強化樹脂シート(I)または前記樹脂シート(I)に用いられる樹脂が熱硬化性樹脂である請求項1〜4のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記樹脂シート(I)中に非導電強化繊維を含んでいる請求項2〜5のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記一方向に連続して配向した連続繊維強化樹脂シート(II)または前記繊維強化樹脂シート(II)に用いられる繊維強化樹脂のマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であり、強化繊維として導電繊維を用いる請求項1〜6のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記導電繊維が炭素繊維である請求項7に記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記ガラスクロス繊維強化樹脂シート(I)、または前記樹脂シート(I)中に非導電強化繊維を含んでいる場合における繊維重量含有率(Wf)が5%から80%であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記一方向に連続して配向した連続繊維強化樹脂シート(II)、または前記繊維強化樹脂シート(II)の繊維重量含有率(Wf)が5%から80%であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記積層体の表面に、樹脂シート(I)、樹脂フィルム、不織布から選択される1種類以上を1層以上さらに積層することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 前記積層体の層間に、コア層として、樹脂フィルム、シート、発泡体、不織布から選択される1種類以上を積層することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形品の製造方法。
- 請求項1〜12のいずれかに記載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繊維強化プラスチック成形品の周縁部の少なくとも一部を覆うように熱可塑性樹脂を射出成形して一体化することを特徴とする一体成形品の製造方法。
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