JPH04135720A - 繊維強化樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂成形品の製造方法

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JPH04135720A
JPH04135720A JP2261223A JP26122390A JPH04135720A JP H04135720 A JPH04135720 A JP H04135720A JP 2261223 A JP2261223 A JP 2261223A JP 26122390 A JP26122390 A JP 26122390A JP H04135720 A JPH04135720 A JP H04135720A
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resin
fiber
impregnated
reinforced resin
reinforced
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Keita Sasaki
圭太 佐々木
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Mazda Motor Corp
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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、繊維強化樹脂成形品の製造方法に関する。
（従来の技術） 特開昭５８−５５２３２号公報には、繊維によって成形
されたマント部材を成形型のキャビティに入れ、その状
態で樹脂材料をキャビティに注入して繊維強化樹脂パネ
ルを得る方法か記載されている。
ところで、二のような繊維強化樹脂パネルの複数枚を接
合して自動車のフロアパネル等を製作する場合、熱可塑
性樹脂製のものであれば、接合すべき樹脂パネルの端部
同士を重ね合わせ、この重合部を加熱して溶着するとい
う方法か一般に採用される。
（発明か解決しようとする課題） しかし、接合すべき繊維強化樹脂部材か熱硬化性樹脂製
のものであれば、上記溶着の手段は採用できす、また、
熱可塑性樹脂製のものであっても、接合すべき樹脂成形
品の樹脂の種類か異なれば、上記溶着が難しくなる場合
かある。
すなわち、本発明の課題１よ、接合すべき繊維強化樹脂
部材か熱硬化性樹脂製、熱可塑性樹脂製のいずれてあっ
ても、強固に接合させることかできる方法を提供するこ
とにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、このような課題に対して、接合すべき繊維強
化樹脂部材の接合部位を本体とは異なる接合に適した材
料で構成し、当部位に接合のための処理を施すものであ
る。
そのための第１の手段は、長繊維によって成形されたマ
ット部材を補強部祠とした繊維強化樹脂部材同士か部分
的に重ねられて接合されてなる繊維強化樹脂成形品を製
造する方法であって、マット部材の接合予定部位に熱可
塑性樹脂を含浸させてから、このマット部材を成形型の
キャビティに入れ、その状態で樹脂材料をキャビティに
注入して各繊維強化樹脂部材を成形する工程と、上記各
繊維強化樹脂部材のマット部材の樹脂含浸部同士を重ね
合わせ、各々の樹脂含浸部の樹脂を加熱溶融させた状態
でこの樹脂含浸部の重合部に上記両樹脂含浸部のうちの
少なくとも片側の樹脂含浸部の外面からニードルを刺し
込むことにより、上記片側の樹脂含浸部の長繊維の一部
を樹脂の一部と共に反対側の樹脂含浸部に押し入れ、し
かる後にニードルを抜き上記樹脂含浸部の樹脂を冷却硬
化させる工程とを備えていることを特徴とするものであ
る。
第２の手段は、長繊維によって成形されたマント部材を
補強部祠とした繊維強化樹脂部材同士か部分的に重ねら
れて接合されてなる繊維強化樹脂成形品を製造する方法
であって、 マット部材の接合予定部位に発泡性樹脂材料を注入して
独立気泡の硬質樹脂発泡体を形成してから、このマント
部材を成形型のキャビティに入れ、その状態で樹脂材料
をキャビティに注入して各繊維強化樹脂部材を成形する
工程と、 上記各繊維強化樹脂部材の硬質樹脂発泡体同士を重ね合
わせ、この重合部を両側から加圧して各繊維強化樹脂部
材の硬質樹脂発泡体を破砕し、次いて上記重合部に樹脂
材料を注入して硬化せしめる工程とを備えていることを
特徴とするものである。
（作用） 上記第１の手段においては、片側の繊維強化樹脂部材の
含浸による熱可塑性樹脂かニードルの刺し込みによって
、反対側の繊維強化樹脂部材の樹脂含浸部に一部入り込
み、溶着面積か広くなることによって、両繊維強化樹脂
部材の接合強度か高くなるとともに、上記ニードルの刺
し込みによって、片側の樹脂含浸部の長繊維か反対側に
押し込まれ、この長繊維が両樹脂含浸部に跨かつて配置
されることによって、この両繊維強化樹脂部材の接合強
度がさらに高くなる。
第２の手段においては、互いに重ねられた繊維強化樹脂
部材の硬質樹脂発泡体は、長繊維に一体に結合している
が、加圧によって破砕され、この破砕された状態で長繊
維に結合した状態となる。
そして、その後の樹脂材料の注入により、この樹脂か長
繊維に結合している硬質樹脂発泡体の破砕片を包みなが
ら硬質樹脂発泡体の重合部全体に行き渡り、一方の繊維
強化樹脂部材の長繊維と他方の繊維強化樹脂部材の長繊
維とを結合する。この場合、長繊維に結合している硬質
樹脂発泡体の破砕片は、長繊維を上記注入樹脂に固着す
るアンカー作用を呈し、また、硬質樹脂発泡体は上記破
砕により注入樹脂との接触面積が大きくなる。
因みに、上記硬質樹脂発泡体か連続気泡であれば、加圧
しても主として圧縮が生じて充分な破砕は起こらず、ま
た、樹脂を重合部に注入しても、その樹脂は一方の硬質
樹脂発泡体の連続気泡内に侵入するたけで、他方の硬質
樹脂発泡体へはあまり侵入せず、従って、繊維強化樹脂
部材同士の接合強度を高めることはできない。
（発明の効果） 従って、第１の手段によれば、マット部材の接合予定部
位に予め熱可塑性樹脂を含浸させておいて各繊維強化樹
脂部材を成形し、この繊維強化樹脂部材の樹脂含浸部同
士を重ね合わせ、各々の樹脂含浸部の樹脂を加熱溶融さ
せた状態で、上記重合部に上記両樹脂含浸部のうちの少
なくとも片側の樹脂含浸部の外面からニードルを刺し込
むようにしたから、含浸樹脂同士の溶着面積を広くし且
つ長繊維を両樹脂含浸部に跨がらせることができ、繊維
強化樹脂部材本体の樹脂の種類を問わず、この繊維強化
樹脂部材同士の接合強度か高くすることかできる。
第２の手段によれば、各繊維強化樹脂部材の接合予定部
を独立気泡の硬質樹脂発泡体にて構成し、この繊維強化
樹脂部材の硬質樹脂発泡体同士を重ね合わせて、この重
合部を加圧することによって各繊維強化樹脂部材の硬質
樹脂発泡体を破砕し、その後に樹脂材料を注入するよう
にしたから、注入樹脂を上記重合部の全体に行き渡らせ
、硬質樹脂発泡体の破砕片を長繊維のアンカーに利用し
ながら、接合すべき繊維強化樹脂部材の長繊維同士を注
入樹脂にて強固に結合することができ、また、硬質樹脂
発泡体と注入樹脂との接触面積を大きくして注入樹脂に
よる接着効果を高めることができ、繊維強化樹脂部材本
体の樹脂の種類を問わず、この繊維強化樹脂部材同士の
接合強度が高くすることかできる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
〈実施例１〉 本例は第１の手段の実施例であって、第１図乃至第１０
図に示されており、自動車のフロアパネルを２枚の繊維
強化樹脂パネルの接合により製造する例である。以下、
その製造方法を工程順に説明する。
一繊維強化樹脂パネル部材成形工程− ■　樹脂含浸 第１図及び第２図に示すように、ガラス長繊維によって
板状に成形されたマット部材１の接合予定部位に、加熱
溶融した熱可塑性樹脂２を樹脂含浸機３によりスポット
状に含浸する。
上記マット部材１は、チョツプドストランドマット（４
５０ｇ／ｍ２）の３ブライによって構成した。また、含
浸樹脂２は、ナイロン樹脂である。
他にポリエチレンテレフタレート等を用いることができ
る。
樹脂含浸機３は、一端に樹脂吐出部を有するシリンダ４
とピストン４ａとヒータ５とを備えてなり、シリンダ４
内に充填した熱可塑性樹脂２をヒータ５にて加熱溶融し
、ピストン４ａにて樹脂吐出部から押出すようなってい
る。
この工程において、上記マット部材１はｍＷの積層密度
にバラツキがあるため、含浸樹脂２の流動抵抗か一様で
なく、含浸樹脂２の流動先端面には凹凸かできる。
■　射出成形 第３図及び第４図に示すように、樹脂成形型７を用いて
反応射出成形を行ない、繊維強化樹脂パネル部材６を得
る。樹脂成形型７は、下型８と上型９とからなる。
成形にあたっては、上記マット部材１を下型８の上に載
置して上型９を下型８に合わせ締付ける。
そして、射出ヘッド１０により、キャビティに樹脂材料
を注入（射出）する。
本例の樹脂材料は次のＡ液とＢ液とよりなる。
Ａ液、アクリルエステロール　１００重回部触媒（ＰＥ
Ｐ　１８３ｓ）　　　　０．　１重量部Ｂ液；変成ＭＤ
Ｉ　　　　　　　　４７重量部架橋剤　　　　　　　　
２．５重量部 ＰＥＰ　１８３ｓはエアプロダクト社の商品名である。
また、架橋剤はｔ−ブチルペルオキシベンゾエイドであ
る。
成形条件は次の通りである。
注入条件　　注入速度　３２０ｇ／秒 注入時間　４．３秒 注入圧　　１３０　ｋｇｆ／ｃｍ２ 液温　　　　３５℃ 成形型条件　型温　　　１００℃ 型締？ｈ圧１０　ｋｇｒ／ｃａｂ２ 型閉時間　１．５分 なお、第３図において、１１はＡ液送り路、１２はＡ液
戻し路、１３はＢ液送り路、１４はＢ液戻し路である。
上記射出成形においては、上述の如く成形型７の型温か
１００℃であるから、この成形型７によってマット部材
１の含浸樹脂２か予熱される。そして、キャビティ９に
注入されたＡ液とＢ液とか反応して樹脂１５か生成され
るか、このときの反応熱によって上記含浸樹脂２か加熱
されて溶融ないしは半溶融状態となる。従って、上記Ａ
液とＢ液とはこの溶融ないしは半溶融状態含浸樹脂２の
内部へ部分的に侵入した状態で反応硬化することになる
。よって、このＡ液とＢ液とによる樹脂１５と含浸樹脂
２との界面での結合度か高くなる。
接合（ニードリング）工程 本工程は、第５図及び第６図に示されるニードリング機
１６を用いて行なう。このニードリング機１６において
、１７は支持体であって、この支持体１７に上アーム１
８と下アーム１９とか平行な支軸にて回動可能に支持さ
れている。そして、両アーム１８．１９の一端同士かク
ランプ用シリンダ装置２１にて連結され、両アーム１８
．１９の各々の他端にクランプ治具２２，２２が設けら
れている。クランプ治具２２，２２は、第６図に示すよ
うに、対向する加圧面２３．２３を有するとともに、こ
の加圧面２３．２３に開孔した複数の貫通孔２４を備え
、各貫通孔２４にニードル２５かニードル用シリンダ装
置２６にて上記加圧面２３から突出可能に設けられてい
る。
ニードル２５は第７図に示すように先端に二股になった
尖鋭部２５ａ、２５ａを備えている。また、クランプ治
具２２には上述の含浸樹脂２を加熱溶融するためのヒー
タ２７を備えている。
ニードリングにあたっては、ます、第５図及び第６図に
示すように、２枚の樹脂パネル部材６６の樹脂含浸部６
ａ、６ａを重ね合わせる。そして、ニードリング機１６
のクランプ治具２２，２２を各々ヒータ２７にて加熱し
た状態で、クランプ用シリンダ装置２１の作動により、
クランプ冶具２２，２２の対向する加圧面２３．２３で
樹脂含浸部６ａ、６ａの重合部を上下から加圧・加熱す
る。これにより、上記樹脂含浸部６ａ、６ａの熱可塑性
樹脂２，２は加熱され溶融する。
この状態で、第８図に示すように、両クランプ治具２２
，２２からニードル用シリンダ装置２６にてニードル２
５を突出せしめて、このニードル２５を上記重合部に対
し、一方の樹脂含浸部６ａを貫通して他方の樹脂含浸部
６ａに入り込むように突き刺す。これにより、各樹脂含
浸部６ａの熱可塑性樹脂２の一部は互いに相手側の樹脂
含浸部６ａに一部入り込み、溶着面積か広くなる。また
、各樹脂含浸部６ａの一部の長繊維１ａは上記二ドル２
５の引っ掛けられて、相手側の樹脂含浸部６ａに押し込
まれ、この長繊維１ａか両樹脂含浸部６ａ、６．ａに跨
かって配置されることになる。
次いて、上記ニードル２５を後退させて抜き、クランプ
治具２２．２２を両繊維強化樹脂パネル部材６，６から
外し、上記樹脂含浸部６ａ、６ａの重合部を冷却（放冷
）する。これにより、上記樹脂含浸部６ａ、６ａは、上
述の如く、含浸樹脂２．２同士の溶着面積か広くなり且
つ長繊維１ａが両樹脂含浸部６ａ、６ａに跨がって配置
されるため、互いに強固に接着された状態となり、第９
図に示す上記両樹脂パネル部材６，６か高い接合強度で
接合されたフロアパネル（繊維強化樹脂成形品）２８が
得られた。
上記両樹脂パネル部材の接合強度について引張り試験に
より確認した。すなわち、繊維強化樹脂パネル部材成形
工程により、第１０図に示すように、１辺が３００１１
１［Ｉ、厚さ３ＩＩＩＩｌの正方形状の樹脂パネル部材
３０てあって、その端部に直径１５ＩＩＩＩ１１の樹脂
含浸部３１を有するものを成形し、第１１図に示すよう
に、２枚の樹脂パネル部材３０．３０を上記ニードリン
グ工程によって接合したものを供試材とし、両樹脂パネ
ル部材３０．３０を互いに逆方向に引っ張った。引張り
破壊荷重値は７３０ｋｇであった。
比較のために、含浸樹脂を設けずに、先に説明したＡ液
とＢ液とにより上記樹脂パネル部材３０と同形状のパネ
ル部材を２枚作成し、この両パネル部材を構造用エポキ
シ接着剤（米国ＬＯＲＤ社製の商品名ＦＵＳＯＲ３２０
／３２２）を直径１５ｉ＋ｎ＋の範囲に塗布して接着し
、引張り試験を行なったところ、引張り破壊荷重値は４
０５ｋｇであった。
なお、上記実施例では、ニードリングを重合部の両外面
から行なうようにしたか、片側のみから行なうようにし
てもちよい。
〈実施例２〉 本例は第２の手段の実施例であって、第１２図乃至第１
９図に示されており、自動車のフロアパネルを２枚の繊
維強化樹脂パネル部材の接合により製造する例である。
以下、その製造方法を工程順に説明する。
一繊維強化樹脂パネル部材成形工程− ■　樹脂含浸 第１２図及び第１３図に示すように、実施例１と同様の
マット部材４１の接合予定部位に、硬質発泡ウレタン材
料をスポット状に注入して、それぞれ独立気泡の硬質樹
脂発泡体４２を形成する。
この硬質発泡ウレタン材料は、−成型であって、ｌＮｏ
ＡＣ社の商品名クイックライトＱＬＨ−５０を用いた。
第１４図は硬質樹脂発泡体４２の拡大断面を示すもので
あり、同図において、４１ａは長繊維４１ａ、４２ａは
独立気泡である。
■　射出成形 実施例１と同様の方法及び同様の樹脂材料により、上記
マット部材４１を補強部材とする繊維強化樹脂パネル部
材を２枚作成した。
−接合工程− 本工程は、第１５図及び第１６図に示すように、前工程
で成形された繊維強化樹脂パネル部材４３゜４３を接合
する工程であって、接合機４４を用いて行なう。この接
合機４４において、４５は支持体であって、この支持体
４５に上アーム４６と下アーム４７とが平行な支軸にて
回動可能に支持されている。４８は両アーム４６．４７
の一端同士を連結する加圧用シリンダ装置、４９は上ア
ーム４６の他端に設けられた上加圧治具、５０は下アー
ム４７の他端に設けられた下加圧治具である。
上加圧治具４９には、第１６図に示すように、中心に下
面の加圧面４９Ｈに開孔する樹脂注入孔５１が形成され
、また、この樹脂注入孔５１の周囲にヒータ５２が配設
されている。そして、上加圧治具４９には、上記樹脂注
入孔５１に連通ずるＡ液供給管５３とＢ液供給管５４と
か接続されている。また、下加圧治具５０にはその上面
に加圧面５０ａか形成されている。
接合にあたっては、まず、第１５図及び第１６図に示す
ように、２枚の樹脂パネル部材４３．４３の硬質樹脂発
泡体４２．４２を重ね合わせる。
そして、接合機４４の加圧用シリンダ装置４８の作動に
より、加圧治具４９，５０の対向する加圧面４９ａ、５
０ａて硬質樹脂発泡体４２．４２の重合部を上下から加
圧し、しかる後に第１７図に示すように減圧する。長繊
維４１ａに一体に結合している硬質樹脂発泡体４２．４
２は、上記加圧によって破砕され、その破砕片が長繊維
４１ａに結合している状態となる。
次いで、上記上加圧治具４９の樹脂注入孔５１からＡ液
及びＢ液を上記破砕された硬質樹脂発泡体４２．４２の
重合部に注入する。このＡ液及びＢ液は、繊維強化樹脂
パネル部材４３を構成する射出成形材料と同じ（実施例
１のＡ液及びＢ液）である。また、この注入時、上加圧
治具４９はヒ−夕５２によって］００°Ｃに温度調整し
ておく。
第１８図に示すように、注入樹脂５５は、長繊維４１ａ
に結合している硬質樹脂発泡体４２の破砕片４２ｂを包
みなから上記重合部全体に行き渡る。
そうして、上述のＡＭとＢ液とからなる注入樹脂材料か
硬化し、この硬化した注入樹脂５５によって、一方の繊
維強化樹脂パネル部材４３の長繊維４１ａと、他方の繊
維強化樹脂パネル部材４３の長繊維４１ａとか結合され
た第１９図に示すフロアパネル５６か得られる。そして
、長繊維４１ａに結合している硬質樹脂発泡体の破砕片
４２ｂは、長繊維４１ａを上記注入樹脂５５に固着する
アンカー作用を呈し、また、上記破砕により注入樹脂５
５と硬質樹脂発泡体４２との接触面積か大きくなり、上
記両パネル部材４３．４３の接合強度か高いものになる
。
本実施例につき、第１０図及び第１１図に示す聾様（接
着面の直径１５１１１１１１）により、引張り試験を行
なったところ、引張り破壊荷重値は６２０ｋｇであった
。
なお、上記各実施例の繊維強化樹脂パネル部材は、本体
樹脂か熱硬化性樹脂であるか、本発明がこの本体樹脂を
熱可塑性樹脂にした場合にも適用できることはもちろん
である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第１図乃至第１１図は実
施例１に関し、第１図は樹脂含浸工程を示す斜視図、第
２図はマット部材の樹脂含浸部の断面図、第３図は射出
成形工程を示す断面図、第４図は繊維強化樹脂パネル部
材の一部の断面図、第５図はニードリング機の使用状態
を示す斜視図、第６図はクランプ治具による２枚の繊維
強化樹脂パネル部材のクランプ状態を示す断面図、第７
図はニードルの斜視図、第８図はニードルを重合部に突
き刺した状態を示す断面図、第９図は繊維強化樹脂成形
品の断面図、第１０図は引張り試験の供試材を構成する
樹脂パネル部材の斜視図、第１１図は引張り試験の、聾
様を示す斜視図、第１２図乃至第１９図は実施例２に関
し、第１２図は硬質樹脂発泡体をスポット状に形成した
マット部材の斜視図、第１３図はマット部材の硬質樹脂
発泡体部分の断面図、第１４図は硬質樹脂発泡体の断面
図、第１５図は接合機の使用状態を示す斜視図、第１６
図は加圧治具による重合部の加圧状態を示す断面図、第
１７図は同減圧状態を示す断面図、第１８図は破砕した
硬質樹脂発泡体と注入樹脂とを示す断面図、第１９図は
繊維強化樹脂成形品の断面図である。 １４１・・・マント部材 ｌａ　　４１ａ・・・長繊維 ２・・・・含浸樹脂 ６．４３・・・・・繊維強化樹脂パネル部材６ａ・・・
・・・樹脂含浸部 ７・・・　樹脂成形型 ９・・・キャビティ １５・・・射出成形樹脂 ２５・・・・ニードル ２８．５６・・・・繊維強化樹脂成形品４２・・・・硬
質樹脂発泡体 ４２ａ・・−・・独立気泡 ４２ｂ・・・・破砕片 ４９．５０・・・・・加圧治具 ほか１名 ｚ５ 第６図 第９図 晃１ｏ図 第１１図 篤１６図 第１７図 ％ ｊ 第１８図 第１９図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）長繊維によって成形されたマット部材を補強部材
    とした繊維強化樹脂部材同士が部分的に重ねられて接合
    されてなる繊維強化樹脂成形品を製造する方法であって
    、 マット部材の接合予定部位に熱可塑性樹脂を含浸させて
    から、このマット部材を成形型のキャビティに入れ、そ
    の状態で樹脂材料をキャビティに注入して各繊維強化樹
    脂部材を成形する工程と、 上記各繊維強化樹脂部材のマット部材の樹脂含浸部同士
    を重ね合わせ、各々の樹脂含浸部の樹脂を加熱溶融させ
    た状態でこの樹脂含浸部の重合部に上記両樹脂含浸部の
    うちの少なくとも片側の樹脂含浸部の外面からニードル
    を刺し込むことにより、上記片側の樹脂含浸部の長繊維
    の一部を樹脂の一部と共に反対側の樹脂含浸部に押し入
    れ、しかる後にニードルを抜き上記樹脂含浸部の樹脂を
    冷却硬化させる工程とを備えていることを特徴とする繊
    維強化樹脂成形品の製造方法。
  2. （２）長繊維によって成形されたマット部材を補強部材
    とした繊維強化樹脂部材同士が部分的に重ねられて接合
    されてなる繊維強化樹脂成形品を製造する方法であって
    、 マット部材の接合予定部位に発泡性樹脂材料を注入して
    独立気泡の硬質樹脂発泡体を形成してから、このマット
    部材を成形型のキャビティに入れ、その状態で樹脂材料
    をキャビティに注入して各繊維強化樹脂部材を成形する
    工程と、上記各繊維強化樹脂部材の硬質樹脂発泡体同士
    を重ね合わせ、この重合部を両側から加圧して各繊維強
    化樹脂部材の硬質樹脂発泡体を破砕し、次いで上記重合
    部に樹脂材料を注入して硬化せしめる工程とを備えてい
    ることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。
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