JPH0464289B2

JPH0464289B2 -

Info

Publication number: JPH0464289B2
Application number: JP61024004A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishimura; Minoru Kitanaka; Kunihiko Myaji
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1986-02-07
Filing date: 1986-02-07
Publication date: 1992-10-14
Also published as: JPS62183317A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は繊維強化プラスチツクの連続成形方
法に関し、さらに詳しくは、補強繊維を織物の形
で使用して、たとえば繊維強化樹脂（FRP）の
スピーカーコーンなどの、薄く、しかも立体形状
をもつFRPを連続的に成形する場合に使用する
方法に関する。

従来の技術たとえば、FRPのスピーカーコーンは、従来、
特公昭59−47520号公報に記載されているように、
所望の形状に裁断した、補強繊維の織物のプリプ
レグを成形型で加熱、加圧し、そのとき生ずる織
物の織目ずれを利用して成形している。しかしな
がら、この方法はバツチ式であり、生産性が悪
い。

一方、松下電器産業株式会社刊「ナシヨナル・
テクニカル・レポート」、第25巻、第５号別冊
（1979年10月）には、スピーカーコーンの成形方
法として、ポリエチレンパルプと炭素繊維の短繊
維とを混合、抄造してなる帯状の混抄シートを開
いた成形型に供給し、成形型を閉じてコーン状に
成形し、成形型を開き、上記混抄シートを再び前
進させて次の成形を行う方法が記載されている。
この方法は、成形を連続的に行うので生産性が高
い。したがつて、この方法を、織物プリプレグを
使用する場合にもそのまま適用することでよいよ
うに思える。しかしながら、そうすると、以下に
おいて説明するような問題がででくる。

すなわち、織物プリプレグを使用したスピーカ
ーコーンの成形は、上述したように織物の織目ず
れを利用して行う。しかるに、織物は連続繊維で
構成されるから、織目ずれが起こると、それは単
に成形部分のみにとどまらず、その前後の、相当
広い範囲に、しかも不規則に伝播する。したがつ
て、次の成形はその不規則な織目ずれの部分を避
けて行わなければならないが、そのためには織物
プリプレグの送り量を相当多くしなければなら
ず、高価な織物プリプレグの使用量が増大し、コ
ストが上昇してしまう。送り量を少なくすれば、
不規則な織目ずれを有する部分を成形に供するこ
とになり、所望の特性をもつスピーカーコーンが
得られなくなるばかりか、製品間のばらつきが大
きくなる。上述した混抄シートを用いる場合にこ
のような不都合を生じないのは、短繊維を使用し
ているために、成形によつてそれがずれても、そ
のずれの影響が局所でおさまり、織物プリプレグ
を使用する場合のように広い範囲に伝播しないか
らである。

上述した問題は、織物プリプレグを使用する場
合のみならず、プリプレグ化していない、つまり
樹脂を含浸していない、いわゆる生織物を使用す
る場合にも同様に起こる。すなわち、補強繊維を
織物の形で使用する場合に特有の問題なのであ
る。

発明が解決しようとする問題点この発明の目的は、従来の方法の上記欠点を解
決し、織物を使用して、立体形状をもつFRPを、
高い生産性で、かつ低コストで成形することがで
きる方法を提供するにある。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するためのこの発明は、所望の
立体形状をもつ繊維強化プラスチツクを連続的に
成形する方法であつて、 (イ) 開いた成形型に、幅方向に延びる切れ目を所
望のピツチでもつ帯状の補強織物プリプレグ
を、前記切れ目が前記成形型の前後になるよう
に位置せしめる工程と、 (ロ) 前記成形型を閉じ、繊維強化プラスチツクを
成形する工程と、 (ハ) 前記成形型を開き、前記補強織物プリプレグ
を前進させて再び前記工程(イ)に戻る工程と、を順次繰り返し行う繊維強化プラスチツクの連続
成形方法を特徴とするものである。

もつとも、この発明は、織物プリプレグに代え
て、プリプレグ化していない、つまり樹脂を含浸
していない補強織物を成形型に供給し、その成形
型中で樹脂含浸を行うようにしてもよいものであ
る。また、樹脂を含浸していない補強織物と樹脂
フイルムとを重ね合わせて成形型に供給し、その
成形型で樹脂フイルムの樹脂を補強織物に含浸す
るようにしてもよいものである。

この発明を、まず、プリプレグ化した繊維織
物、つまり補強織物プリプレグを使用する場合に
ついて詳細に説明する。

この場合には、まず、第１図に示すように、巻
芯１に巻いた帯状の補強織物プリプレグ２を用意
する。

上記記織物プリプレグは、炭素繊維、ガラス繊
維、有機高弾性繊維（たとえば、アラミド繊維）、
シリコンカーバイド繊維、アルミナ繊維、アルミ
ナーシリカ繊維などどの高強度、高弾性補強繊維
から織物に、熱硬化性または熱可塑性の樹脂を含
浸してなるものである。

織物は、平織物であつても、綾織物であつて
も、また朱子織物であつても、なんでもよい。ま
た、長さ方向に対して経糸と緯糸が±30〜60゜の
角度で配列されている、いわゆるバイヤス織物で
あつてもよい。バイヤス織物はまた、経糸が長さ
方向に配列され、緯糸が長さ方向に対して30〜
60゜の角度で配列されているものであつてもよい。
さらに、たとえば特開昭55−30974号公報に記載
されているような、経糸や緯糸が実質的にクリン
プしていない、いわゆるノンクリンプ織物であつ
てもよい。なお、織物は、上述した補強繊維の少
なくとも２種による交織織物であつてもよい。

上記織物に含浸されている熱硬化性樹脂は、た
とえばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
フエノール樹脂、ポリイミド樹脂のようなもので
ある。これらの熱硬化性樹脂は、織物に含浸され
ている状態ではＢステージである。また、熱可塑
性樹脂は、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポ
リフエニレンスルフアイド樹脂、ポリフエニレン
オキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリオレフイ
ン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂のよう
なものである。これら熱硬化性または熱可塑性樹
脂は、織物プリプレグ中に30〜70体積％程度含ま
れている。

再び第１図を参照するに、この発明において
は、次に、上記織物プリプレグ２を連続的に前進
させながら、赤外炉や熱風炉などの予熱器３で加
熱する。この、いわゆる予熱は、後の成形をやり
やすくするために行うものであるが、特に、熱硬
化性樹脂を使用ている場合には必須の工程ではな
い。予熱時の温度は、織物プリプレグ２に使用し
ている樹脂の種類や、成形するFRPの形状など
にもよるが、通常、熱硬化性樹脂を使用している
場合にはその粘度が一旦下がる60〜140℃とし、
また、熱可塑性樹脂を使用してる場合には、その
樹脂の軟化点または融点を越え、分解点以下の温
度とする。好ましくは、軟化点または融点より20
〜100℃高い温度にする。

次に、予熱された織物プリプレグ２が成形型４
を通り過ぎた時点でその前進を止め、成形型４の
前後に設けたカツタ５，６で織物プリプレグ２に
その幅方向に延びる切れ目を入れる。このとき成
形型４は開いた状態にある。かくして、織物プリ
プレグ２は、第２図に示すように、成形に供す
る、二点鎖線で囲む部分の前後に、ピツチＰで、
幅方向に延びる切れ目７，８が入れられたものと
なる。このとき、織物プリプレグの種類や幅、成
形するFRPの形状などに応じて、第３図に示す
ように、同様に成形に供する部分を挟むように長
さ方向に延びる切れ目９，１０をさらに入れた
り、長さ方向に対して斜めの方向に延びる切れ目
１１，１２，１３，１４をさらに入れてもよい。
さらに、切れ目は、得たいFRPの平面形状等に
応じて、第４図に示すように円弧状とすることも
できる。この場合も、全体としてみると、切れ目
７，８は織物プリプレグ２の幅方向に延びてい
る。織物プリプレグ２は、要するに、所定のピツ
チで、幅向延びる切れ目７，８を少なくとも有し
ていればよい。

次に、織物プリプレグ２の前進をやはり止めた
状態で成形型４を閉じ、所望の形状のFRPを成
形する。成形型４は、雌型たる上型１５と、雄型
たる下型１６とをもつ周知のものでよい。成形条
件は、樹脂の種類等によつて異なり、熱硬化性樹
脂を使用している場合には、温度80〜250℃、加
圧力５〜30Kg／cm²とし、熱可塑性樹脂を使用して
いる場合には、室温から融点を越えない範囲の温
度で、かつ５〜500Kg／cm²の圧力で成形する。な
お、第１図においては、説明を容易にするため、
上型１５の一部を切欠してある。

成形が終わると、成形型４を開き、織物プリプ
レグ２を切れ目７，８のピツチよりもやや長い距
離だけ前進させ、以下、上述した工程を繰り返す
ことによつて連続的に成形を行う。成形部分、つ
まりFRP１７は切り離して取り出せばよい。エ
ツジに刃をもつ、いわゆるシアエツジ型の成形型
を使用すれば、成形と同時にFRPを取り出すこ
とができる。

上記においては、ただ１枚の織物プリプレグを
使用する場合について説明したが、織物プリプレ
グは、複数枚の織物プリプレグを重ね合わせたり
貼着したものであつてもよい。たとえば、長さ方
向に経糸が延び、幅方向に緯糸が延びている織物
プリプレグと、上述したバイヤス織物のプリプレ
グとを、重ね合わせ、または貼着したものを用い
ることができる。その場合には、第３図に示した
ように、切れ目７，８に加えてさらに切れ目９〜
１４をあけておくのが好ましい。また、織物プリ
プレグと、マツトプリプレグや、補強繊維を一方
向に互いに並行かつシート状に引き揃えてなる一
方向性プリプレグとを、重ね合わせ、または貼着
したものを使用することもできる。どのような種
類のものを使用するかは、得たいFRPの種類や
形状などに応じて決めればよい。ただ、極端に厚
いものは成形が困難である。

切れ目は、上述したように、所望のピツチで織
物プリプレグの幅方向に設ける必要があるが、そ
の長さをどの程度にするかは、得たいFRPの形
状等に応じて決めればよい。通常、織物プリプレ
グの幅方向におけるFRPの大ききの少なくとも
三分の一の長さとする。二分の一以上の長さがあ
れば、ほとんどの場合、問題なく成形できる。な
お、切れ目は、成形時に入れるのではなく、あら
かじめ織物プリプレグに入れておくことであつて
もよい。

以上においては、補強織物をプリプレグの形態
で使用する場合について説明したが、樹脂を含浸
していない補強織物を使用する場合でも、上述し
た方法をほとんどそのまま適用することができ
る。

すなわち、第１図において、織物プリプレグ２
に代えて、樹脂を含浸していない織物を成形型４
に供給し、成形型４を閉じ、さらにその成形型４
に樹脂を注入して織物に含浸すればよい。成形型
に樹脂を注入する代わりに、成形型の下型にあら
かじめ樹脂を供給しておくことであつてもよい。
この場合には、上型を雄型とし、下型を雌型とし
ておくのが好ましい。

また、織物プリプレグ２に代えて、樹脂を含浸
していない織物と樹脂フイルムとを重ね合わせて
供給し、成形型の中で織物に樹脂フイルムの樹脂
を含浸するようにしてもよい。このとき、樹脂フ
イルムが熱可塑性樹脂からなるものである場合、
予熱温度によつてはフイルム形態がくずれてしま
うことがあるので、織物の上面に樹脂フイルムを
重ね合わせるようにするのがよい。複数枚の織物
と樹脂フイルムを重ね合わせて使用する場合に
は、交互に重ね合わせるのがよい。樹脂フイルム
は、FRP中における樹脂の含有率が、上述した
30〜70体積％になるような厚みのものを選ぶ。具
体的には、織物の厚みが0.08〜0.8mm程度である
から、そのような織物１枚について厚み0.03〜
0.4mm程度の樹脂フイルムを１枚使うようにする。

発明の効果この発明は、幅方向に延びる切れ目を所望のピ
ツチでもつ帯状の補強織物、補強織物プリプレグ
または補強織物と樹脂フイルムとの重合せ体を、
開いた成形型に、上記切れ目が成形型の前後にな
るように位置せしめた後、成形型を閉じて成形を
行うものであるからして、成形時の織目ずれが切
れ目で阻止され、織物の長さ方向に伝播しない。
そのため、送り量は最小限でよく、ロスを少なく
することができて製造コストを大きく下げること
ができるばかりか、高に特性をもち、しかもばら
つきの少ないFRP、それも立体形状をもつFRP
を生産性よく得ることができる。

この発明は、薄く、しかも特性が織目ずれの影
響を受けやすいスピーカーコーンなどを成形する
場合に極めて好適であるが、その他の、比較的薄
い、たとえばカツプ状や箱状などの立体形状をも
つFRPの成形に適用できることはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施している様子を、補
強織物プリプレグを使用する場合について示す概
略斜視図、第２図〜第４図は、上記第１図の方法
で使用するそれぞれ異なる態様の織物プリプレグ
を示す概略平面図である。１……巻芯、２……補強織物プリプレグ、３…
…予熱器、４……成形型、５……カツタ、６……
カツタ、７……切れ目、８……切れ目、９……切
れ目、１０……切れ目、１１……切れ目、１２…
…切れ目、１３……切れ目、１４……切れ目、１
５……上型、１６……下型、１７……繊維強化プ
ラスチツク。

Claims

【特許請求の範囲】１所望の立体形状をもつ繊維強化プラスチツク
を連続的に成形する方法であつて、 (イ) 開いた成形型に、幅方向に延びる切れ目を所
望のピツチでもつ帯状の補強織物プリプレグ
を、前記切れ目が前記成形型の前後になるよう
に位置せしめる工程と、 (ロ) 前記成形型を閉じ、繊維強化プラスチツクを
成形する工程と、 (ハ) 前記成形型を開き、前記補強織物プリプレグ
を前進させて再び前記工程(イ)に戻る工程と、を順次繰り返し行うことを特徴とする繊維強化プ
ラスチツクの連続成形方法。２所望の立体形状をもつ繊維強化プラスチツク
を連続的に成形する方法であつて、 (イ) 開いた成形型に、幅方向に延びる切れ目を所
望のピツチでもつ帯状の補強織物を、前記切れ
目が前記成形型の前後になるように位置せしめ
る工程と、 (ロ) 前記成形型を閉じるとともにその成形型中で
前記補強織物に樹脂を含浸し、繊維強化プラス
チツクを成形する工程と、 (ハ) 前記成形型を開き、前記補強織物を前進させ
て再び前記工程(イ)に戻る工程と、を順次繰り返し行うことを特徴とする繊維強化プ
ラスチツクの連続成形方法。３所望の立体形状をもつ繊維強化プラスチツク
を連続的に成形する方法であつて、 (イ) 開いた成形型に、幅方向に延びる切れ目を所
望のピツチでもつ、帯状の、補強織物と樹脂フ
イルムとの重合せ体を、前記切れ目が前記成形
型の前後になるように位置せしめる工程と、 (ロ) 前記成形型を閉じるとともに前記補強織物に
前記樹脂フイルムの樹脂を含浸し、繊維強化プ
ラスチツクを成形する工程と、 (ハ) 前記成形型を開き、前記重合せ体を前進させ
て再び前記工程(イ)に戻る工程と、を順次繰り返し行うことを特徴とする繊維強化プ
ラスチツクの連続成形方法。