JPH05185539A - 熱可塑性複合材のプリフォーム体及びその製造方法 - Google Patents
熱可塑性複合材のプリフォーム体及びその製造方法Info
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- JPH05185539A JPH05185539A JP4021802A JP2180292A JPH05185539A JP H05185539 A JPH05185539 A JP H05185539A JP 4021802 A JP4021802 A JP 4021802A JP 2180292 A JP2180292 A JP 2180292A JP H05185539 A JPH05185539 A JP H05185539A
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- 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
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/02—Bending or folding
- B29C53/04—Bending or folding of plates or sheets
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- 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
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 屈曲形状の熱可塑性複合体とする場合に、内
側の層にシワや折れ等を生じることのない熱可塑性複合
体のプリフォーム体を提供する。 【構成】 複数枚の素材シートを平板上で積層し、その
一部を接合したプリフォーム体を製造し、これを所望の
屈曲面を有する成形型に沿わせる。
側の層にシワや折れ等を生じることのない熱可塑性複合
体のプリフォーム体を提供する。 【構成】 複数枚の素材シートを平板上で積層し、その
一部を接合したプリフォーム体を製造し、これを所望の
屈曲面を有する成形型に沿わせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化熱可塑性素材を
積層してなる熱可塑性複合体のプリフォーム体、及びそ
れを製造する方法に関し、特に屈曲形状の熱可塑性複合
体とする場合に、各層にシワや折れ等を生じることのな
い熱可塑性複合体のプリフォーム体、及びそれを製造す
る方法に関する。
積層してなる熱可塑性複合体のプリフォーム体、及びそ
れを製造する方法に関し、特に屈曲形状の熱可塑性複合
体とする場合に、各層にシワや折れ等を生じることのな
い熱可塑性複合体のプリフォーム体、及びそれを製造す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】炭素繊
維等の強化繊維と各種のマトリックス樹脂等とを組み合
わせたシートを積層した後、加熱・加圧することによ
り、種々の複合体が得られ、さまざまな分野で利用され
ている。特に、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を
用いたものは成形加工が容易であるために、各種家電製
品、機械部品、自動車部品、構造用材料等に広く利用さ
れている。
維等の強化繊維と各種のマトリックス樹脂等とを組み合
わせたシートを積層した後、加熱・加圧することによ
り、種々の複合体が得られ、さまざまな分野で利用され
ている。特に、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を
用いたものは成形加工が容易であるために、各種家電製
品、機械部品、自動車部品、構造用材料等に広く利用さ
れている。
【０００３】このような複合材用シートは、通常所望の
屈曲面状に一枚一枚積層されるが、その場合、シートが
滑り落ちるのを防止するために、積層の度に仮り止めを
しなければならなかった。そこで、複数枚のシートをあ
らかじめ溶着しておくことが考えられるが、そのような
溶着シートから屈曲形状の複合材を得ようとすると、内
外層の半径の差により、内側の層にたるみが生ずる。そ
のため、あらかじめ外側の層にいくに従って、順次長く
なるように各シートの長さを設定しておき、所望の屈曲
形状の成形型あるいは治具上で積層してプリフォーム化
し、これを加熱・加圧して製造する必要がある。
屈曲面状に一枚一枚積層されるが、その場合、シートが
滑り落ちるのを防止するために、積層の度に仮り止めを
しなければならなかった。そこで、複数枚のシートをあ
らかじめ溶着しておくことが考えられるが、そのような
溶着シートから屈曲形状の複合材を得ようとすると、内
外層の半径の差により、内側の層にたるみが生ずる。そ
のため、あらかじめ外側の層にいくに従って、順次長く
なるように各シートの長さを設定しておき、所望の屈曲
形状の成形型あるいは治具上で積層してプリフォーム化
し、これを加熱・加圧して製造する必要がある。
【０００４】しかしながら、上記方法においては、屈曲
形状のカーブの度合いによって、各層の長さを適切なも
のとするのには手間がかかるという問題がある。
形状のカーブの度合いによって、各層の長さを適切なも
のとするのには手間がかかるという問題がある。
【０００５】したがって、本発明の目的は、屈曲形状の
熱可塑性複合体とする場合に、内側の層にシワや折れ等
を生じることのない熱可塑性複合体のプリフォーム体を
提供することである。
熱可塑性複合体とする場合に、内側の層にシワや折れ等
を生じることのない熱可塑性複合体のプリフォーム体を
提供することである。
【０００６】また、本発明のもう一つの目的は、上記プ
リフォーム体を製造する方法を提供することである。
リフォーム体を製造する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、屈曲した複合材を製造する場合
に複数の素材シートを平板上で積層し、その一部を接合
したプリフォーム体を製造し、これを所望の屈曲面を有
する成形型に沿わせれば、接合部を基点として各層が屈
曲の度合いに応じて滑動することにより、シワや折れ等
を生じることがないことを見出し、本発明に想到した。
の結果、本発明者らは、屈曲した複合材を製造する場合
に複数の素材シートを平板上で積層し、その一部を接合
したプリフォーム体を製造し、これを所望の屈曲面を有
する成形型に沿わせれば、接合部を基点として各層が屈
曲の度合いに応じて滑動することにより、シワや折れ等
を生じることがないことを見出し、本発明に想到した。
【０００８】すなわち、本発明の熱可塑性複合材のプリ
フォーム体は、シート状の熱可塑性複合素材を積層して
なる屈曲形状の熱可塑性複合材のプリフォーム体であっ
て、前記積層体の一部を接合してなることを特徴とす
る。
フォーム体は、シート状の熱可塑性複合素材を積層して
なる屈曲形状の熱可塑性複合材のプリフォーム体であっ
て、前記積層体の一部を接合してなることを特徴とす
る。
【０００９】また、上記プリフォーム体を製造する本発
明の方法は、シート状の熱可塑性複合素材を積層し、前
記積層体の一部を接合することを特徴とする。
明の方法は、シート状の熱可塑性複合素材を積層し、前
記積層体の一部を接合することを特徴とする。
【００１０】
【実施例】本発明を添付図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
【００１１】まず、本発明の熱可塑性複合材のプリフォ
ーム体について説明する。図１は、本発明の複合材のプ
リフォーム体の一例を概略的に示す斜視図である。
ーム体について説明する。図１は、本発明の複合材のプ
リフォーム体の一例を概略的に示す斜視図である。
【００１２】この複合材のプリフォーム体１は、複数の
素材シート２を積層してなり、端部３で接合されてい
る。なお、本実施例において、上記接合は超音波による
スポット溶着によるものであり、スポット４をピッチａ
の間隔で配することにより積層体を接合している。
素材シート２を積層してなり、端部３で接合されてい
る。なお、本実施例において、上記接合は超音波による
スポット溶着によるものであり、スポット４をピッチａ
の間隔で配することにより積層体を接合している。
【００１３】なお、上記素材の接合は、本実施例のよう
に端部である必要はなく、所望とする複合材の屈曲部に
相当する部分以外の箇所を適宜接合すればよい。
に端部である必要はなく、所望とする複合材の屈曲部に
相当する部分以外の箇所を適宜接合すればよい。
【００１４】なお、素材シート２の積層枚数は２〜20枚
とするのが好ましい。積層枚数が20枚を超えると後述す
る接合の効率が低下するため好ましくない。
とするのが好ましい。積層枚数が20枚を超えると後述す
る接合の効率が低下するため好ましくない。
【００１５】このようなプリフォーム体１を成形型上に
設置した状態を図２に示す。図２において、プリフォー
ム体１はＬ字状の成形型５に沿って屈曲しており、上端
部に接合部３がくるように設置されている。
設置した状態を図２に示す。図２において、プリフォー
ム体１はＬ字状の成形型５に沿って屈曲しており、上端
部に接合部３がくるように設置されている。
【００１６】本発明のプリフォーム体においては、各素
材シートが端部で接合されているので、各素材の離脱等
がなく、しかも屈曲部（図中の破線で囲まれたｂ部）で
は、各素材シートが滑動するので、シワ、折れ等が防止
される。
材シートが端部で接合されているので、各素材の離脱等
がなく、しかも屈曲部（図中の破線で囲まれたｂ部）で
は、各素材シートが滑動するので、シワ、折れ等が防止
される。
【００１７】次にこのような本発明のプリフォーム体を
製造する方法について説明する。まず、シート状の素材
を平板上で積層し、その積層体の一部を接合する。接合
は、本実施例のように超音波によるスポット溶着の他、
レーザーによるスポット溶着、ハンダゴテによるスポッ
ト溶着、ステッチ、熱プレス等により行うことができ
る。これらのうちでは、特に超音波によるスポット溶着
が好ましい。
製造する方法について説明する。まず、シート状の素材
を平板上で積層し、その積層体の一部を接合する。接合
は、本実施例のように超音波によるスポット溶着の他、
レーザーによるスポット溶着、ハンダゴテによるスポッ
ト溶着、ステッチ、熱プレス等により行うことができ
る。これらのうちでは、特に超音波によるスポット溶着
が好ましい。
【００１８】溶着ピッチａは25〜100mm であるのが好ま
しい。溶着ピッチが25mm未満では、同一接合面積におい
てそれ以上の接合力の向上が得られないばかりか、作業
効率が低下し、一方100 mmを超えると、積層物の接合力
が低下する。
しい。溶着ピッチが25mm未満では、同一接合面積におい
てそれ以上の接合力の向上が得られないばかりか、作業
効率が低下し、一方100 mmを超えると、積層物の接合力
が低下する。
【００１９】このようにして、得られるプリフォーム体
は、必要に応じて適当な押圧力を加えることにより成形
型（又は治具）に密着させ、常法によりバギングし、オ
ートクレーブ法等により、溶融、硬化した後、必要に応
じ端部を切断することにより、屈曲した熱可塑性複合材
とすることができる。また本発明のプリフォーム体は、
その積層工程を平板上で行うことができるので、作業効
率が良好で各層のズレ等を生じることがなく、しかも、
成形型に沿わせた時には、上述したように接合部を基点
として、内側の層が滑動するので、素材シートにシワや
折れ等を生じない。この結果、本実施例の図２に示すよ
うに先端部（図中のｃ部）では、内側の層となるにした
がって順次長出することになるが、成形後、適宜切断し
先端部を揃えることができる。
は、必要に応じて適当な押圧力を加えることにより成形
型（又は治具）に密着させ、常法によりバギングし、オ
ートクレーブ法等により、溶融、硬化した後、必要に応
じ端部を切断することにより、屈曲した熱可塑性複合材
とすることができる。また本発明のプリフォーム体は、
その積層工程を平板上で行うことができるので、作業効
率が良好で各層のズレ等を生じることがなく、しかも、
成形型に沿わせた時には、上述したように接合部を基点
として、内側の層が滑動するので、素材シートにシワや
折れ等を生じない。この結果、本実施例の図２に示すよ
うに先端部（図中のｃ部）では、内側の層となるにした
がって順次長出することになるが、成形後、適宜切断し
先端部を揃えることができる。
【００２０】なお、本発明のプリフォーム体を適用する
ことのできる複合材としては、特に制限はなく、種々の
プラスチック基複合材料に適用可能である。
ことのできる複合材としては、特に制限はなく、種々の
プラスチック基複合材料に適用可能である。
【００２１】上記複合材料の基材となる熱可塑性樹脂と
しては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ナ
イロン等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレートや
ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリア
セタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル
ケトン等の結晶性熱可塑性樹脂が挙げられる。
しては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ナ
イロン等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレートや
ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリア
セタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル
ケトン等の結晶性熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００２２】また、上述した熱可塑性樹脂と、強化繊維
との複合材料とする場合、上記強化繊維としては、炭素
繊維、ガラス繊維、ボロン繊維等、通常の複合材に用い
る補強用の長繊維を用いることができる。なお、上述し
た熱可塑性樹脂のうち、ＰＥＥＫ及びポリエーテルケト
ン以外のものをマトリックス相とした繊維強化複合材と
する場合には、上述の強化繊維の他に、アラミド繊維を
用いることもできる。なお、強化繊維の径は、３〜２０
０μｍ程度である。
との複合材料とする場合、上記強化繊維としては、炭素
繊維、ガラス繊維、ボロン繊維等、通常の複合材に用い
る補強用の長繊維を用いることができる。なお、上述し
た熱可塑性樹脂のうち、ＰＥＥＫ及びポリエーテルケト
ン以外のものをマトリックス相とした繊維強化複合材と
する場合には、上述の強化繊維の他に、アラミド繊維を
用いることもできる。なお、強化繊維の径は、３〜２０
０μｍ程度である。
【００２３】上述した熱可塑性樹脂と強化繊維とからな
る複合材を製造するのに用いる素材としては、熱可塑性
樹脂からなる繊維と強化繊維とを、平織、朱子織、綾織
等に織成してなる織布がある。また、熱可塑性樹脂から
なるフィルムと強化繊維とを組み合わせて用いてもよ
い。さらに、上述した熱可塑性樹脂繊維と強化繊維とか
らなる織布と、熱可塑性樹脂フィルムとを併用してもよ
い。さらにまた、あらかじめ熱可塑性樹を強化繊維に含
浸させた状態のプリプレグ材でもよい。
る複合材を製造するのに用いる素材としては、熱可塑性
樹脂からなる繊維と強化繊維とを、平織、朱子織、綾織
等に織成してなる織布がある。また、熱可塑性樹脂から
なるフィルムと強化繊維とを組み合わせて用いてもよ
い。さらに、上述した熱可塑性樹脂繊維と強化繊維とか
らなる織布と、熱可塑性樹脂フィルムとを併用してもよ
い。さらにまた、あらかじめ熱可塑性樹を強化繊維に含
浸させた状態のプリプレグ材でもよい。
【００２４】以上、本発明を添付図面を参照して説明し
てきたが、これに限定されず複合素材の積層体の一部を
接合してプリフォーム体としていればよく、例えば図３
の(a) 乃至(c) に概略的に示すように、所望とする複合
材の形状に応じて、プリフォーム体の接合箇所を適宜設
定することができる。
てきたが、これに限定されず複合素材の積層体の一部を
接合してプリフォーム体としていればよく、例えば図３
の(a) 乃至(c) に概略的に示すように、所望とする複合
材の形状に応じて、プリフォーム体の接合箇所を適宜設
定することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明において
は、屈曲した複合材を製造する場合において、積層材の
一部を接合したプリフォーム体を製造し、これを所望の
屈曲の型に沿わせた後加熱加圧しているので、屈曲後で
各層にシワや折れ等を生じることがない。
は、屈曲した複合材を製造する場合において、積層材の
一部を接合したプリフォーム体を製造し、これを所望の
屈曲の型に沿わせた後加熱加圧しているので、屈曲後で
各層にシワや折れ等を生じることがない。
【００２６】このような本発明のプリフォーム体は、Ｌ
型材、Ｔ型材、Ｈ型材、Ｕ型材、Ｉ型材等の各種形状の
複合材に好適である。
型材、Ｔ型材、Ｈ型材、Ｕ型材、Ｉ型材等の各種形状の
複合材に好適である。
【図１】本発明の熱可塑性複合材のプリフォーム体の一
実施例を示す斜視図である。
実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の熱可塑性複合材のプリフォーム体を、
成形型に沿わせた状態を示す斜視図である。
成形型に沿わせた状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の熱可塑性複合材のプリフォーム体の他
の実施例を示す概略図である。
の実施例を示す概略図である。
１・・・複合材のプリフォーム体 ２・・・素材シート ３・・・接合部 ４・・・溶着スポット ５・・・成形型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ
Claims (5)
- 【請求項１】 シート状の熱可塑性複合素材を積層して
なる屈曲形状の熱可塑性複合材のプリフォーム体であっ
て、前記積層体の一部を接合してなることを特徴とする
熱可塑性複合材のプリフォーム体。 - 【請求項２】 請求項１に記載の熱可塑性複合材のプリ
フォーム体において、前記積層体の接合箇所が端部であ
ることを特徴とする熱可塑性複合材のプリフォーム体。 - 【請求項３】 シート状の熱可塑性複合素材を積層し、
前記積層体の一部を接合することを特徴とする熱可塑性
複合材のプリフォーム体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、前記積
層体の接合方法が、超音波溶着、レーザー溶着、ハンダ
ゴテによる溶着、ステッチ、熱プレスのいずれかである
ことを特徴とする熱可塑性複合材のプリフォーム体の製
造方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、前記積
層体の接合方法が超音波によるスポット溶着であり、ス
ポット溶着におけるスポット径が15mmφ以下で、溶着ピ
ッチが25〜100mm であることを特徴とする熱可塑性複合
材のプリフォーム体の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021802A JPH05185539A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 熱可塑性複合材のプリフォーム体及びその製造方法 |
| US07/944,091 US5418035A (en) | 1991-09-12 | 1992-09-11 | Thermoplastic composite fabrics and formed article produced therefrom |
| US08/289,562 US5464493A (en) | 1991-09-12 | 1994-08-12 | Thermoplastic composite fabrics and formed article produced therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021802A JPH05185539A (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 熱可塑性複合材のプリフォーム体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05185539A true JPH05185539A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12065194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4021802A Pending JPH05185539A (ja) | 1991-09-12 | 1992-01-10 | 熱可塑性複合材のプリフォーム体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05185539A (ja) |
Cited By (15)
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1992
- 1992-01-10 JP JP4021802A patent/JPH05185539A/ja active Pending
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