JPH03205115A - 繊維強化プラスチック成形体およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軽量で機械的強度に優れたバニバーパックア
ップビーム、トアービーム、シートシェル等の自動車部
品、建築資材、機械部品なとの各種分野で利用可能な繊
維強化熱可塑性ブラヌチック成形体およびその製造法に
関する。

［従来の技術］ 繊維強化熱可塑性プラスチック（ＦＲ丁Ｐ）は軽量で機
械的強度に優れているので、成形体として自動車部品、
建築資材、機械部品等に巾広く利用されている。これら
成形体は、熱可塑性樹脂と繊維状補強材とから或る板状
材料を原料として用い、スタンビング成形法等により製
造されている。このスタンビング或形法とは、板状材料
を、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱することにより
板状材科白体に流動性を付与し、この後、溶融温度以下
に保温した金型内にこの板状材料を投入し直ちに金型を
閉じ、冷却と賦形を同時に行ない任意の形状の成形体を
得る方法である。

しかしこの方法は、特に複雑な形状の成形を行う場合、
成形体の特定の箇所に変形や亀裂が生じ易く、用途面で
の制約を受けていた。

また、成形体の原料として、一方向に配列した繊維また
は織布に熱可塑性樹脂を含浸させたシート状プリプレグ
を用いる試みもある。しかし、このシート状プリプレグ
から得た成形体は、板状材料から得た成形体よりも全体
的に強度が増大するが、前述のような変形や亀裂の問題
は解決されない。また、シート状プリプレグは板状材料
に比較してコストが高く、成形体全体をシート状プリプ
レグで構成すると製造コストが高くなる。

この様な亀裂や変形の問題を解決すべく、板状材料を構
成する樹脂や繊維状補強材として特定のものを選定する
ことにより、成形体全体の強度を高める方法がある。例
えば、高性能エンジニアリングプラスチックや炭素繊維
等を選定することにより、亀裂や変形の発生を防止でき
る。しかし、この様な樹脂や繊維状補強材は高価であり
、亀裂や変形を防止したい箇所は成形体の一部分に過ぎ
ないのに成形体全体をその様な樹脂や繊維状補強材で構
戊するのは経済性に乏しい。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、熱可塑性樹脂と繊維状補強材とから成
る板状材料を用いた成形であっても、特定の箇所に変形
や亀裂が生じない成形体およびその製造法を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は以下の方法および成形体により達成される。

繊維状補強材と熱可塑性樹脂とから成る板状材料を用い
て任意の形状を有する成形体を製造する場合において、
あらかじめ樹脂の流動に繊維状補強材が追従しないと予
測される箇所または強度を特に強くしたい箇所に、一方
向に配列してなる繊維または織布に熱可塑性樹脂を含浸
してなるシート状プリプレグを板状材料および／または
金型内に配置し、一体成形することを特徴とする繊維強
化プラスチック成形体の製造法。

繊維状補強材と熱可塑性樹脂とから成る板状材料から成
形された成形体であって、一方向に配列してなる繊維ま
たは織布に熱可塑性樹脂を含浸してなるシート状プリプ
レグを部分的に板状材料に一体或形させてなる繊維強化
プラスチック成形体。

本発明によれば、例えば、リブ形状部や狭部の強度が補
強された成形体が得られ、大容量から小容量まで各種の
成形品を、亀裂、変形の心配無く得ることができる。

板状材料を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ボ
リスチレン、ボリブロビレン、ポリエチレン、ＡＳ樹脂
、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂（ポリアクリロニトリル・ボ
リスチレン・ポリアクリル酸エステル）、ポリメチルメ
タクリレート、ナイロン、ポリアセタール、ボリカーボ
ネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレン
オキシト、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ボ
リスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケ
トン、ポリエーテルエーテルケトン、ボリイミト、ポリ
アリレート等がある。

板状材料を構成する繊維状補強材としては、例えば、ガ
ラス繊維、カーボン繊維、アラミト繊維、炭化ケイ素繊
維等がある。この繊維状補強材は、樹脂と共に流動して
金型内に充填する事を目的の一つとするため流動し易い
形態を有し、マット状のものが一般的に使用される。マ
ット状の繊維補強材としては、例えば、２インチ程度に
切断したストランドをバインダーで結束した補強材や、
連続ストラントをバインダーで結束したコンティニアス
・ストラント・マットなどが有る。繊維状補強材は組み
合せる樹脂との密着性を向上させるべく種々の表面処理
を行なうことが一般的であるが、マット状のものは繊維
の一体化をバインダーで結束することにより行なってい
るので、表面処理剤がバインダーに妨げられて樹脂との
界面に存在できない。従って、この様な繊維状補強材は
一般に樹脂との密着性が悪く、その物性レベルは低い傾
向にある。また、マット状の補強材は、繊維の配向がラ
ンダムで長さも短いので補強効果は一方向の連続長繊維
に比べて劣る傾向にある。

板状材料は、通常は熱可塑性樹脂と繊維状補強材を用い
て製造され、例えば、繊維状補強材の上下面に、熱可塑
性樹脂シートを連続的に重ね合わせ、引き続き樹脂の溶
融温度以上の雰囲気下で熱溶融含浸させ、次いで冷却さ
せる方法等によって得られる。

板状材料の厚みは１〜Ｉ　Ｏｍｍが望ましい。板状材料
を原料としてスタンビング成形等の成形を行なう場合、
成形体の厚み等が問題となる。

一般に、所望とされているＦＲＴＰ成形体の厚みは、数
ｍｍから数十ｍｍのものまである。厚みが数ｍｍ程度の
薄い成形体を得ようとする場合、板状材料の厚みもその
近傍であることが望ましい。板状材料の厚みが目的とす
る成形体の厚みの数倍以上もあると、加熱溶融した板状
材料が金型内に充填していく過程で、板状材料の樹脂と
繊維状補強材とが分離して行き、繊維状補強材の比率が
少なく強度の弱い部分が発生する等の問題が生じ易い。

この様な点から、板状材料の厚みは、更に３ｍｍ以下が
好ましい。しかし、逆に厚みが１ｍｍ未満だと成形方法
によっては成形が困難となるので一般的でない。

板状材料の繊維状補強材含有率は３０〜７０重量％が望
ましい。補強効果だけを考慮すると繊維状補強材含有率
が大きい程良いのであるが、これが７０重量％を越える
と流動性に問題が生じてくる。流動性の点からは更に５
０重量％以下が望ましい。

シート状プリプレグを構或する熱可塑性樹脂としては、
例えば、ボリスチレン、ボリブロビレン、ポリエチレン
、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリメチルメタ
クリレート、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネ
ート、ポリエチレンテレフタレート、ボリフェニレンオ
キシド、フッ素樹脂、ポリフエニレンスルフィド、ボリ
スルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ボリイミド、ポリア
リレート等がある。

シート状プリプレグを構成する一方向に配列してなる繊
維とは、通常太さ３〜２５μのモノフィラメントを２０
０〜１２０００本集束したヤーンもしくはロービングを
所定本数一方向に並べたものを示す。原料としては、例
えば、ガラス繊維、カーボン繊維、炭化ケイ素繊維等が
用いられる。

シート状プリプレグを構成する織布とは、通常太さ３〜
１５μのモノフィラメントを２００〜１２０００本集束
した織布用ヤーンを平織り、朱子織り、バイアス織り、
綾織り等により織布としたものであり、原料としては、
例えば、ガラス繊維、カーボン１ｍ維、炭化ケイ素繊維
等が用いられる。

シート状プリプレグは、一方向に配列してなる繊維また
は織布に熱可塑性樹脂を含浸して得られるものである（
以下、この一方向に配列してなる繊維と織布とを総称し
て補強繊維という）．シート状プリプレグを得るための
方法としては種々の手段があるが、最も一般的な方法は
以下の通りである。

一つは、樹脂を溶液化して補強繊維に含浸させ、その後
脱泡しながら溶媒を除去し、シート状プリプレグとする
方法である．更に一つは、樹脂を加熱溶融して補強繊維
に含浸し、脱泡し、冷却してシート状プリプレグとする
方法である。

この様にして得たプリプレグは、繊維と熱可塑性樹脂の
密着性に優れ、繊維含有率も３０〜９０重量％と要求に
応じて変えることができ、厚みも０．１〜１．　０ｍｍ
と薄く製造することができる。本発明において使用する
シート状プリプレグはその補強繊維の含有率は、望まし
くは３０〜９０重量％、好ましくは５０〜９０重量％で
ある。また、その厚さは、望ましくは０．１〜１．０ｍ
ｍ、好ましくは０．１〜０．６ｍｍである。

このシート状プリプレグを製造する場合、用いる補強繊
維の表面を次のような処理をするとより好ましい。

例えば、用いる補強繊維がガラス繊維である場合、シラ
ン系、チタネート系、ジルコニウム系のカップリング剤
で処理し、樹脂との密着性を向上させたものを用いる。

ガラス繊維の場合のカップリング剤は、組合せる熱可塑
性樹脂に応じて最適なものを選ぶ必要があり以下その具
体例を列挙する。

熱可塑性樹脂がナイロン樹脂であれば、γ−アミノプロ
ビルートリメトキシシラン、Ｎ−β一（アミノエチル）
一γ−アミノブロビルートリメトキシシラン等を使用す
る。

ポリカーボネート樹脂であれば、γ−アミノブロビルー
トリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）一γ−ア
ミノブロビルートリメトキシシラン等を使用する。

ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフ
タレートであれば、β−（３，４−エボキシシク口ヘキ
シル）エチルートリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
ープロビルトリメトキシシラン、γ−アミノブロビルー
トリメトキシシラン等を使用する。

ポリエチレンまたはボリブロビレンであれば、ビニルト
リメトキシシラン、ビニルートリスー（２−メトキシエ
トキシ）シラン、γ−メタクリロキシープロビルトリメ
トキシシラン等を使用する。

ボリフェニレン才キシド、ポリフェニレンスルフィド、
ボリスルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテ
ルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、
ポリアリレート、フッ素樹脂であれば、上述したカップ
リング剤も当然使用できるが、その他にＮ−（β−アミ
ノエチル）一γ−アミノブロビルメチルジメトキシシラ
ン、γ−クロロブ口ビルメチルジメトキシシラン、γ一
メルカブトプロビルトリメトキシシラン、ｐ−アミノフ
ェニルトリエトキシシラン等を使用できる。

補強繊維がガラス繊維以外の場合は、アミン硬化型のエ
ボキシ樹脂をカップリング剤として処理する場合が多く
、エボキシ樹脂の具体例としてはビスフェノールＡ型エ
ボキシ樹脂、ノボラック型エボキシ樹脂、脂環式系エボ
キシ樹脂、脂肪族系エボキシ樹脂、グリシジルエステル
型エボキシ樹脂等がある。

カップリング剤を繊維表面に施す方法は以下の通りであ
る。

即ち、集束剤を除去した繊維に、カップリング剤を０．
１〜３重量％溶解した液を、浸漬、噴霧、塗布等の手段
により完全に含浸させる。

このカップリング剤溶液を含んだ繊維を６０〜１２０℃
で乾燥し、カップリング剤を繊維表面に反応させる。乾
燥時間は溶媒が揮散してしまう時間で充分で１５〜２０
分位である。

カップリング剤を溶解する溶媒は、使用する表面処理剤
に応じて、ｐＨ２．０〜１２．０位に調整した水を用い
る場合と、エタノール、トルエン、アセトン、キシレン
等の有機溶剤を単独であるいは混合して使用する場合と
がある。

上述のようにして得られた熱可塑性樹脂と繊維状補強材
から成る板状材料と、一方向に配列した繊維または織布
に熱可塑性樹脂を含浸させたシート状プリプレグを用い
、例えば次のような各種の方法により成形体を製造する
ことができる。

（１）金型内のリブ形状部および金型内の間隙が狭くて
板状材料中の樹脂の進入は可能であるが繊維状補強材の
流入が困難な箇所が有る金型を用いる場合には、あらか
じめ所望の大きさおよび量のシート状プリプレグをその
熱可塑性樹脂の流動可能温度以上に保温し、これをリブ
形状部または金型内の間隙に十分に充填し、この後、そ
の熱可塑性樹脂の流動可能温度以上に保温された板状材
料を金型内に投入し、次いで金型を短時間で圧縮し、賦
形、脱泡および冷却を行ない成形を完了する。なおこの
場合、板状材料の樹脂とプリプレグの樹脂は同じである
ことが好ましい。また、金型内の間隙とは、その成形に
おいて、板状材科が侵入困難な部分を意味する。特にそ
の間隙が２ｍｍ以下の場合、本発明の効果は顕著である
。

この方法（１）により得られる成形体は、リブ形状部、
狭部共に強度が補強されており、実用的に価値の高いも
のである。

（２）成形体の形状の変形し易い箇所またはクラックが
生じ易い箇所（例えば箱型成形体を例にとると箱型の底
部および曲部）にシート状プリプレグが位置するように
、あらかじめ板状材料上の任意の箇所にシート状プリブ
レグの所定の枚数を重ねておく．これを熱可塑性樹脂の
流動開始温度以上に保温し、次いで金型を短時間で圧縮
し、賦形、脱泡および冷却を行なう。この場合も、板状
材料の樹脂とプリプレグの樹脂は同じであることが好ま
しい。

この方法（２）では、シート状プリプレグを板状材料の
表面、裏面の何れか一方もしくは両方にシート状プリプ
レグを配置させるので、シート状プリプレグを板状材料
の間に挟んで板状材料の中心部分に配置させる場合より
も非常に強度向上が著しい。また、この様な方法により
、大容量から小容量まで各種の成形品を、亀裂、変形の
心配無く製造することができる。

また、これらの方法（１）．（２）は、必要に応じて併
用してもよい。

シート状プリブレグは、補強したい箇所に任意の枚数重
ねて用いてもよいが、その場合ＩＯ校程度以下が望まし
い。また、補強繊維の配列方向が一方向に集中しないよ
うに、ｍＭ方向を交互に交わるように重ねることも望ま
しい。シート状プリプレグの使用量は、成形体全体の１
０重量％以内が望ましい。

本発明の方法における成形は、スタンビング成形により
行なうことが好ましい。スタンビング成形においては、
板状材料およびシート状プリプレグを金型内に投入する
前に、通常はそれらを樹脂流動開始温度以上に保温する
。その温度は、樹脂流動開始温度よりも３０℃以上高い
温度であることが好ましい。また、金型は、流動開始温
度以下に設定されたものが通常用いらる。この金型温度
としては、（樹脂流動開始温度−３０）℃未満が望まし
く、常温でも可能である。また、スタンビング成形法で
成形を行なう場合は、板状材料の大きさを上又は下金型
の表面積の７０％以上にして、型内に投入するのが一般
的である。

また、スタンビング成形以外の方法を用いてもよい。例
えば、板状材料およびシート状プリブレグをプレスに装
看した金型中で樹脂は初期流動可能温度以上であり、成
形体の表面積１　ｃｍ”当り１〜３００ｋｇ　／ｃｍ２
の圧力で、１０秒〜６０分間保持させて樹脂がガラス転
移温度以下に冷却してから脱型する、いわゆるプレス成
形法、あるいは真空下で樹脂流動可能温度以上に加熱し
た後、２０ｋｇ／ｃｍ”以下の圧力で賦形、脱泡後、ガ
ラス転移温度以下に冷却してから脱型する、いわゆるオ
ートクレープ成形法などを用いることができる。

樹脂の流動可能温度は、例えば、ボリスチレン、ボリブ
ロビレン、ポリエチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ
Ａ樹脂、ポリメチルメタクリレート、ナイロン、ポリア
セタールであれば２１０℃、ポリエチレンテレフタレー
ト、フッ素樹脂であれハ２３０℃、ポリフェニレンオキ
シドであれば２５０℃、ボリカーボネートであれば２７
０℃、ボリフェニレンスルフィド、ボリスルフオンであ
れば３２０℃、、ポリエーテルサルフオンであれば３６
０℃、ポリエーテルエーテルケトンであれば３７０℃、
ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリアリレートであ
れば３９０℃である。

〔実施例］ 以下、本発明を実施例および比較例により更に詳細に説
明する。

以下の実施例および比較例に使用する熱可塑性樹脂と繊
維状補強材から成る板状材料は、第１表に示した熱可塑
性樹脂と繊維状補強材の組み合せのものを使用した。板
状材料ａは、宇部日東化成株式会社から「アズデル」の
商品名で販売されているものである。「アズデル」に使
用されている熱可塑性樹脂はボリブロビレンであり、ガ
ラス繊維含有率は４０重量％である。

板状材料ｂ〜ｄは、以下に記述する方法で調整した。

繊維状補強材の上下に、設定した繊維含有率になるよう
に計算された厚さの樹脂シートを置き、この積層体を２
７０℃に加熱した金型内に投入し、５０ｋｇ／ｃｍ”の
圧力で５分間加圧し、ｌＯ℃／分の冷却速度で５０℃ま
で冷却後金型から脱型し、板状材料を調整した。調整し
た板状材料の厚さ、繊維状補強材含有率を第１表に合せ
て示した。

本発明の実施例に使用する一方向に配列した繊維を用い
たシート状プリプレグは、特開昭６１−２２９５３５号
に記載されている様に，γ−メタクリロキシープロビル
トリメトキシシランを表面処理した１３μｍのモノフィ
ラメントが１６００本集束されて成るヤーンを１００本
均一張力で引っ張りながら巾２００ｍｍに引きそろえて
、引っ張りながら熱溶融した熱可塑性樹脂に接触させて
熱ロールで樹脂をしごきながら含浸し製造した。

また、織布を使用したシート状プリプレグは、織布を巾
２００ｍｍのロール状にして、特開昭６１−２２９５３
５号に記載されている様に、張力を加えて引っ張りなが
ら熱溶融した熱可塑性樹脂に接触させて熱ロールで樹脂
をしごきながら含浸し製造した。

シート状プリプレグに使用したマトリックス樹脂、補強
繊維および補強繊維含有率を第２表に示す。ここで、ガ
ラス織布とカーボン織布については樹脂を含浸させる前
に次の処理を施した。

ガラス織布については、ガラス織布（ユニチカ製、Ｈ２
０１ＦＴ）を４００”Ｃ　テ１０時間ヒートクリーニン
グした後、γ−アミノブロビルトリメトキシシランを０
．３重量％溶解した水中を通しながら、　１００〜１１
０℃の温度でＩＯ分間乾燥した。

カーボン織布については、カーボン織布（東レ製、＃　
６３４３）をアセトンに浸漬して洗浄し、空気中で風乾
した後、１００℃の温度で１０分間乾燥してカーボン織
布を得た。

罠血盟ユ 厚さ３ｍｍの板状材料ａ（図中１）、を１５０ｍｍ（図
中Ｗｌ）ｘｌ８０ｍｍ（図中Ｌｌ）の大きさに切断した
。

厚さ　０．　３ｍｍのプリプレグＡを３０ｍｍ　（Ｗ　
２　）　Ｘ１００ｍｍ（Ｌ２）と３０ｍｍ　（Ｗ　３　
）　Ｘ　　１３０ｍｍ　（Ｌ　３　）の大きさに各々２
枚切断した。但し、長さ３０ｍｍの辺にプリブレグの繊
維配列方向（８）が平行になるように切断した。

第１図に示したように、板状材料ａ（１）の上にプリプ
レグ（２）および（３）を、箱型成形体の底部の稜線に
相当する４箇所の部分に１枚づつ置いた。この積層体を
２５０℃の遠赤外線オーブン中で２分間予熱し、プリプ
レグ側の面が箱型成形体の内側になる方向で、７０℃に
加熱した金型中に投入した。次いで、ｌＯ秒以内に型締
めし、３０秒間５０トンの圧力で加圧後脱型し、第２図
および第３図に示す箱型成形体（５）を得た。

この箱型成形体（５）は、耐変形性を評価するのに好都
合に設計したものである。以下に、この具体的寸法を示
す。

Ｌ　５　＝１５０ｍｍ　，　Ｗ５　＝−１２０ｍｍ　，
　Ｈ　５　＝＝４５ｍｍ，Ｃ５　＝１０ｍｍ，　Ｔ　１
　＝　１．５”　、Ｔ２　＝５°Ｒ１＝曲率半径１０Ｒ
，Ｒ２＝５Ｒ Ｒ３＝１５Ｒ　Ｒ４＝２Ｒ　Ｒ５＝２”Ｒ６＝５”　　
Ｒ７＝５Ｒ この箱型成形体の変形度合いを評価する目的で、この箱
型成形体の長辺中央部の箱内側へのソリを測定し、その
結果を第３表に示した。

また、この箱型成形体の耐破壊荷重の測定を以下の方法
で行なった。即ち、この箱型成形体を伏せた状態で底面
の中央部から厚さ５ｍ＋ｎのゴムを介して直径２０ｍｍ
高さ４０ｍｍの丸棒を載荷板として、載荷速度５ｍｍ／
分の条件で載荷し破壊する荷重を求めた。その結果を第
３表に示した， Ｘ里亘ｌ プリプレグＡを３０ｍｍＸ　１００ｍｍと３０ｍｍＸ　
１３０ｍｍの大きさに各々４枚切断し、箱型成形体の底
部の稜線に相当する部分４箇所に２枚づつ置く以外は実
施例ｌと全く同様にして箱型成形体を得た。この箱型成
形体の変形度、耐破壊荷重を実施例１と同様に測定した
。その結果を第３表に示す。

Ｘ旌亘旦 プリプレグＡを３０ｍｍＸ　１００ｍｍと３０ｍｍＸ　
　１３０ｍｍの大きさに各々６枚切断し、箱型成形体の
底部の稜線に相当する部分４箇所に３枚づつ置く以外は
実施例１と全く同様にして箱型成形体を得た。この箱型
成形体の変形度、耐破壊荷重を実施例１と同様に測定し
た。その結果を第３表に示す。

Ｘ鬼盟１ プリプレグＡを３０ｍｍＸ　１００ｍｍと３０ｍｍＸ　
１３０ｍｍの大きさに各々８枚切断し、箱型成形体の底
部の稜線に相当する部分４箇所に４枚づつ置く以外実施
例１と全く同様にして箱型成形体を得た。この箱型成形
体の変形度、耐破壊荷重を実施例ｌと同様に測定した。

その結果を第３表に示す。

Ｘ息例亙 プリプレグＡの代りにプリプレグＢを使用する他は実施
例２と同様にして箱型或形体を得た。この箱型或形体の
変形度、耐破壊荷重を実施例１と同様に測定した。その
結果を第３表に示す。

夫思旦旦 プリプレグＡの代りにプリプレグＣを使用する他は実施
例４と同様にして箱型成形体を得た。この箱型成形体の
変形度、耐破壊荷重を実施例１と同様に測定した。その
結果を第３表に示す。

夫旌亘ｌ プリプレグＡの代りにプリプレグＤを使用する他は実施
例２と同様にして箱型成形体を得た。この箱型成形体の
変形度、耐破壊荷重を実施例１と同様に測定した。その
結果を第３表に示す。

Ｘ急旦旦 プリプレグＡの代りにプリプレグＥ、板状材料ａの代わ
りに板状材料ｂを使用し、板状材料が３ｍｍから１０ｍ
ｍへと３．３倍厚くなった分板状材料の大きさを１８０
ｍｍＸ　　１５０ｍｍから、　１００ｍｍＸ　８０ｏ）
ｍと変えた以外は、実施例２と同様にして箱型成形体を
得た。この箱型成形体の変形度、耐破壊荷重を実施例１
と同様に測定した。その結果を第３表に示す。

Ｘ惠旦旦 プリプレグＡの代りにプリプレグＦ、板状材料ａの代わ
りに板状材料Ｃを使用し、遠赤外線才一ブンの温度を２
８０℃とする他は、実施例２と同様にして箱型成形体を
得た。この箱型成形体の変形度、耐破壊荷重を実施例１
と同様に測定した。その結果を第３表に示す。

犬息園刊 プリプレグＡの代りにプリプレグＧ、板状材料ａの代わ
りに板状材料ｄを使用する以外は、実施例３と同様にし
て箱型成形体を得た。この箱型成形体の変形度、耐破壊
荷重を実施例１と同様に測定した。その結果を第３表に
示す。

Ｘ息園旦 厚さ３＋ｎｎ＋の板状材料ａ（１）を１５０ｍｍ　（　
Ｗ　ｌ　）Ｘ　　１８０ｍｍ　（Ｌ　１　）の大きさに
切断した。

厚さ０．５ｍｍのプリプレグＢを３０ｍｍ（Ｗ４）ｘ１
３０ｍｍ　（　Ｌ　４　）の大きさに４枚切断した。但
し、長さ３０ｍｍの辺にプリプレグの繊維配列方向（８
）が平行になるように切断した。

第４図に示したように、板状材料ａ（１）の上にプリプ
レグ間の間隔（Ｄ４）を１．ＯＯｍｍとして、プリプレ
グを２枚重ねて厚さ１＋ｎ＋ｎに積層した。この後、２
５０℃の遠赤外線オーブン中で２分間予熱し、プリプレ
グ側の面が箱型成形体の内側になる方向で、７０℃に加
熱した金型中に投入した。次いで、１０秒以内に型締め
し、３０秒間５０トンの圧力で加圧後脱型し、第５図お
よび第６図に示す箱の底面に２本のリブ（７）を有する
箱型或形体（６）を得た． 以下に、この箱型成形体（６）の具体的寸法を示す。

Ｌ６＝１５０ｍｍ　，　Ｗ６＝１２０ｍｍ　，　Ｈ６＝
４５ｍｍ、Ｃ６　＝１０ｍｍ．　Ｔ　Ｉ　＝　　１．５
’　，　Ｔ２＝５°Ｔ３＝　１．５６、Ｔ４＝　　１．
５＠Ｌ７＝１００ｍｍ、Ｗ　７　＝　４　ｍｍ．　Ｄ　
７　＝　７５ｍｍ．　Ｈ　７　＝　１０ｍｍ，Ｒ１＝曲
率半径１０Ｒ．Ｒ２＝５Ｎ Ｒ　３　＝　１５ＲＲ　４　＝　２　ＲＲ　５　＝　２
　”Ｒ６＝５Ｒ　Ｒ７＝５Ｒ　Ｒ８＝３Ｒ Ｒ９＝３Ｒ この箱型或形体の強度評価を、落球衝撃試験と耐破壊荷
重の測定により実施した。落球衝撃試験は以下の方法で
行なった。即ち、この箱型成形体を伏せた状態で底面の
中央部から厚さ５ｍｍのゴムを介して直径１００ｍｍの
鋼球を箱型成形体の上方４０ｃｍの高さから自然落下さ
せてリブ部分の破壊状況を観察した。耐破壊荷重の測定
は、実施例１と同様の方法で行なった。その結果を第４
表に示す。

炙敷立■ 厚さ３ｎ＋ｍの板状材料ａ（１）、を１５０ｍｍ　（Ｗ
１）　ｘ　　１８０ｍｍ（Ｌｌ）の大きさに切断した。

厚さ　０．　５ｍｍのプリプレグＢを３０ｍｍ（Ｗ４）
Ｘ１３０ｍｍ　　（　Ｌ　４　）の大きさに各々２枚切
断した。但し、長さ３０ｍｍの辺にプリプレグの繊維方
向（８）が平行になるように切断した。

次いで、プリプレグＡを繊維方向に長さ９５ｍｍ、繊維
直角方向に２００ｍｍの大きさに２枚切断した。

切断したプリプレグＡを各々繊維方向が円柱軸になるよ
うに円柱状に丸めた。丸めたプリプレグＡを、プリプレ
グＡの円柱軸とプリプレグＢの長辺方向が一致する向き
で、プリプレグＢ上の中央に置き、板状材料と、プリプ
レグを別々に、２５０℃の遠赤外線オーブン中で２分間
予熱した。次いで、第５，６図に示した箱型形状が成形
できる金型を７０℃に加熱したリブの中にまず予熱した
プリプレグを、プリプレグＢがリブの外側になるように
して、プリプレグＡを詰め込んだ後、板状材料を投入し
て積層体を投入した。次いで、１０秒以内に型締めし、
３０秒間５０トンの圧力で加圧後脱型し、箱型成形体を
得た。

この箱型成形体の落球衝撃試験と耐破壊荷重の測定を実
施例ｌ１と同じ方法で行なった。その結果を第４表に示
す。

比校盟ユ 板状材料ａを１５０ｍｍＸ　１８０ｍｍに切断し、２５
０℃の遠赤外線オーブン中で２分間予熱し、第２．３図
に示した箱型形状が成形できる７０℃に加熱した金型中
に投入した。次いでｌＯ秒以内に型締めし、３０秒間５
０トンの圧力で加圧後脱型し、箱型成形体を得た。この
箱型或形体の変形度、耐破壊荷重の測定を実施例１と同
様に測定した．その結果を第３表に示す。

生較盟孟 プリプレグの代りに厚さ１ｍｍの板状材料ａを実施例１
と同様の寸法に各々２枚切断し、厚さ３ｍｍの板状材料
ａの上に、厚さ１ｍｍの板状材料ａを実施例１と同様に
積層し、成形を行ない箱型成形体を得た．この箱型成形
体の変形度、耐破壊荷重を実施例１と同様に測定した。

その結果を第２表に示す。

え紋旦ユ プリプレグＢを使用しないことを除いては実施例ＩＩと
同様にして箱型成形体を得て、落球衝Ｎ試験を行なった
。その結果を第４表に示した。

なお、実施例および比較例で使用する金型から得られる
成形体の形状を第２，３図および第５．６図に示したが
、この金型の表面積は約３８０ｃｍ”であり、投入する
板状材料の大きさは、第１図および第４図に示した様に
、金型表面積の約７０％になるように設定したものであ
る。また、この成形体の板厚さは約２ｍｍになる様に金
型の設定がされており、厚さ３ｍｍの板状材料を第１図
および第４図に示した大きさで投入することにより、厚
さ２ｍｍの成形体に賦形される。したがって、板状材料
を厚くする場合は、３ｍｍから厚くなった倍率分、板状
材料の面積を減らせばよい。

また、シート状プリプレグの投入枚数は、できるだけ少
ない方が生産性も良好であることから、板状材料との組
合せで最も性能的に効果の出る枚数を試行錯誤で決定す
ればよい。

第 ３ 表 ［発明の効果］ 以上説明した本発明によれば、例えば、リブ形状部や狭
部の強度が補強された成形体が得られ、大容量から小容
量まで各種の成形品を、亀裂、変形の心配無く得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第４図は、成形前にシート状プリプレグを
板状材料上に部分的に積層した例を示す図、第２図およ
び第５図は実施例および比較例で得た箱型成形体の平面
図、第３図および第６図はその箱型成形体の側面図であ
る。 １・・・板状材料 ２，３．４・・・シート状プリプレグ ５，６・・・箱型成形体 ７・・・リブ ８・・・繊維配列方向

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維状補強材と熱可塑性樹脂とから成る板状材料を
   用いて任意の形状を有する成形体を製造する場合におい
   て、あらかじめ樹脂の流動に繊維状補強材が追従しない
   と予測される箇所または強度を特に強くしたい箇所に、
   一方向に配列してなる繊維または織布に熱可塑性樹脂を
   含浸してなるシート状プリプレグを板状材料上および／
   または金型内に配置し、一体成形することを特徴とする
   繊維強化プラスチック成形体の製造法。 ２、板状材料を構成する繊維状補強材が、マット状の補
   強材である請求項１記載の製造法。 ３、板状材料が、繊維状補強材に熱可塑性樹脂を含浸し
   てなるものである請求項１記載の製造法。 ４、金型内のリブ形状部および金型内の間隙が狭くて板
   状材料中の樹脂の進入は可能であるが繊維状補強材の流
   入が困難である箇所に、あらかじめ任意の形状に裁断し
   たシート状プリプレグを所定の枚数載置させた後、板状
   材料を充填させて成形する工程を有する請求項１記載の
   製造法。 ５、成形体の形状により特に強度を補強したい箇所にシ
   ート状プリプレグがくる様に、あらかじめ板状材料上の
   任意の箇所にシート状プリプレグを１枚またはそれ以上
   重ねて成形する工程を有する請求項１記載の製造法。 ６、板状材料の厚さが１〜１０ｍｍである請求項１記載
   の製造法。 ７、シート状プリプレグの厚さが０．１〜１．０ｍｍで
   ある請求項１記載の製造法。 ８、板状材料の繊維補強材含有率が３０〜７０重量％で
   ある請求項１記載の製造法。 ９、シート状プリプレグの繊維または織布の含有率が３
   ０〜９０重量％である請求項１記載の製造法。 １０、繊維状補強材と熱可塑性樹脂とから成る板状材料
   から成形された成形体であって、一方向に配列してなる
   繊維または織布に熱可塑性樹脂を含浸してなるシート状
   プリプレグを部分的に板状材料に一体成形させてなる繊
   維強化プラスチック成形体。