JPH054285A - 繊維強化プラスチツク及びその製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチツク及びその製造方法Info
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- JPH054285A JPH054285A JP3156752A JP15675291A JPH054285A JP H054285 A JPH054285 A JP H054285A JP 3156752 A JP3156752 A JP 3156752A JP 15675291 A JP15675291 A JP 15675291A JP H054285 A JPH054285 A JP H054285A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 繊維強化プラスチックの繊維配列の乱れを低
減し、繊維強化プラスチックの強度を向上すると共に、
そのばらつきを低減する。 【構成】 脱脂した繊維布をポリイミド系樹脂溶液中に
浸漬する。次いで、繊維布をポリイミド系樹脂溶液から
取り出して風乾する。その後、繊維布を所定温度で加熱
し、繊維布に付着したポリイミド系樹脂を固化させ、こ
のポリイミド系樹脂で各繊維の交差点を固定する。次い
で、繊維布を所定寸法に切断して、その切断した繊維布
とマトリックス樹脂とを積層し、この積層物を熱間加圧
成形した後冷却して繊維強化プラスチックを形成する。
減し、繊維強化プラスチックの強度を向上すると共に、
そのばらつきを低減する。 【構成】 脱脂した繊維布をポリイミド系樹脂溶液中に
浸漬する。次いで、繊維布をポリイミド系樹脂溶液から
取り出して風乾する。その後、繊維布を所定温度で加熱
し、繊維布に付着したポリイミド系樹脂を固化させ、こ
のポリイミド系樹脂で各繊維の交差点を固定する。次い
で、繊維布を所定寸法に切断して、その切断した繊維布
とマトリックス樹脂とを積層し、この積層物を熱間加圧
成形した後冷却して繊維強化プラスチックを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車用部品やその他構
造物に広く使用される繊維強化プラスチック及びその製
造方法に関する。
造物に広く使用される繊維強化プラスチック及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の繊維強化プラスチックは、炭素
繊維等の織布とマトリックスとなる熱可塑性樹脂等のフ
ィルム又は粉末とを交互に積層し、熱間加圧成形で織布
とマトリックスとを合体させて成るものである。尚、こ
の熱間加圧成形時にマトリックスが溶融流動することに
より、繊維間に介在する空気が押し出されて、成形体
（繊維強化プラスチック）内部に空隙が生じるのが防止
される。
繊維等の織布とマトリックスとなる熱可塑性樹脂等のフ
ィルム又は粉末とを交互に積層し、熱間加圧成形で織布
とマトリックスとを合体させて成るものである。尚、こ
の熱間加圧成形時にマトリックスが溶融流動することに
より、繊維間に介在する空気が押し出されて、成形体
（繊維強化プラスチック）内部に空隙が生じるのが防止
される。
【０００３】一方、この熱間加圧成形時にマトリックス
が溶融流動すると、この溶融流動するマトリックスの影
響を受けて織布の織目がずれ（繊維配列が乱れ）、繊維
分布にばらつきを生じ、繊維強化プラスチックの強度に
ばらつきを生じる場合がある。
が溶融流動すると、この溶融流動するマトリックスの影
響を受けて織布の織目がずれ（繊維配列が乱れ）、繊維
分布にばらつきを生じ、繊維強化プラスチックの強度に
ばらつきを生じる場合がある。
【０００４】そこで、織布の交差する各繊維同士を同質
の繊維で縫合して（ステッチングして）繊維配列の乱れ
を防止する技術や、マトリックスの流動障壁を設置して
熱間加圧成形することにより、マトリックスの流動をコ
ントロールして繊維配列の乱れを防止する技術が既に開
発されている（例えば、ＳＡＭＰＥ Ｊｏｕｒｎａｌ，
Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．５，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ／Ｏｃｔ
ｏｂｅｒ １９９０）。
の繊維で縫合して（ステッチングして）繊維配列の乱れ
を防止する技術や、マトリックスの流動障壁を設置して
熱間加圧成形することにより、マトリックスの流動をコ
ントロールして繊維配列の乱れを防止する技術が既に開
発されている（例えば、ＳＡＭＰＥ Ｊｏｕｒｎａｌ，
Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．５，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ／Ｏｃｔ
ｏｂｅｒ １９９０）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、交差す
る各繊維同士を同質の繊維で縫合する場合は、各繊維の
交差点を全て縫合により固定することが実質上不可能で
あり、繊維配列の乱れ防止効果が不充分であった。又、
流動障壁を設置してマトリックスの流動をコントロール
し、繊維配列の乱れを防止する技術の場合には、熱間加
圧成形時の成形操作毎に流動障壁を所定位置に設置しな
ければならず、成形作業が煩雑となると共に工数が嵩む
という問題があった。又、場合によっては、流動障壁が
成形された繊維強化プラスチック内に包み込まれてしま
い、その繊維強化プラスチック内から流動障壁を除去す
る作業が必要となったり、流動障壁の反復使用が不可能
になることがあった。
る各繊維同士を同質の繊維で縫合する場合は、各繊維の
交差点を全て縫合により固定することが実質上不可能で
あり、繊維配列の乱れ防止効果が不充分であった。又、
流動障壁を設置してマトリックスの流動をコントロール
し、繊維配列の乱れを防止する技術の場合には、熱間加
圧成形時の成形操作毎に流動障壁を所定位置に設置しな
ければならず、成形作業が煩雑となると共に工数が嵩む
という問題があった。又、場合によっては、流動障壁が
成形された繊維強化プラスチック内に包み込まれてしま
い、その繊維強化プラスチック内から流動障壁を除去す
る作業が必要となったり、流動障壁の反復使用が不可能
になることがあった。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決すること
を目的として案出されたものである。
を目的として案出されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、繊維布の
繊維の交差点をマトリックス樹脂の成形温度よりも高融
点の樹脂材料で固定した後、この繊維布とマトリックス
樹脂とを熱間加圧成形で合体させて繊維強化プラスチッ
クを形成することを特徴としている。
繊維の交差点をマトリックス樹脂の成形温度よりも高融
点の樹脂材料で固定した後、この繊維布とマトリックス
樹脂とを熱間加圧成形で合体させて繊維強化プラスチッ
クを形成することを特徴としている。
【０００８】
【作用】熱間加圧成形時にマトリックス樹脂が溶融流動
しても、繊維布の繊維の交差点を固定する樹脂材料によ
り、繊維布の繊維配列の乱れが抑えられる。
しても、繊維布の繊維の交差点を固定する樹脂材料によ
り、繊維布の繊維配列の乱れが抑えられる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。
る。
【００１０】図１は本発明の一実施例を示す繊維強化プ
ラスチックの製造工程図である。この図に示すように、
先ず炭素繊維平織織布（繊維布）に付着したサイジング
剤、例えばポリビニールアルコールやエポキシ樹脂を除
去する為、繊維布を４００℃で２０分間空気浴加熱して
脱脂処理する。
ラスチックの製造工程図である。この図に示すように、
先ず炭素繊維平織織布（繊維布）に付着したサイジング
剤、例えばポリビニールアルコールやエポキシ樹脂を除
去する為、繊維布を４００℃で２０分間空気浴加熱して
脱脂処理する。
【００１１】次に、この脱脂した繊維布をポリイミド系
樹脂溶液を満たした液槽中に浸漬する。このポリイミド
系樹脂溶液は、ポリイミド系樹脂（例えばビスマレイミ
ドトリアジン）に硬化剤としてのアセチルアセトン鉄
０．１重量パーセント加えたものをメチルエチルケトン
で稀釈して、ポリイミド系樹脂分が１．２５重量パーセ
ント又は２．５重量パーセントとなるようにしたもので
ある。
樹脂溶液を満たした液槽中に浸漬する。このポリイミド
系樹脂溶液は、ポリイミド系樹脂（例えばビスマレイミ
ドトリアジン）に硬化剤としてのアセチルアセトン鉄
０．１重量パーセント加えたものをメチルエチルケトン
で稀釈して、ポリイミド系樹脂分が１．２５重量パーセ
ント又は２．５重量パーセントとなるようにしたもので
ある。
【００１２】その後、繊維布を液槽中から取り出して風
乾し、繊維布からメチルエチルケトンを揮発させる。
尚、以上の処理を経て、繊維布にはポリイミド系樹脂が
薄く塗布されることとなり、繊維布はその柔軟性を損な
うことがない。
乾し、繊維布からメチルエチルケトンを揮発させる。
尚、以上の処理を経て、繊維布にはポリイミド系樹脂が
薄く塗布されることとなり、繊維布はその柔軟性を損な
うことがない。
【００１３】次いで、この繊維布を乾燥機内において１
７５℃の温度で２０分間加熱し、繊維布に付着したポリ
イミド系樹脂を硬化させる。これにより、繊維布の交差
する炭素繊維の各交差点がポリイミド系樹脂で固定され
ることとなる。
７５℃の温度で２０分間加熱し、繊維布に付着したポリ
イミド系樹脂を硬化させる。これにより、繊維布の交差
する炭素繊維の各交差点がポリイミド系樹脂で固定され
ることとなる。
【００１４】以上のように処理した繊維布を所定寸法
（例えば２１ｃｍ×１１ｃｍ）に切断する。そして、こ
の切断した繊維布１とマトリックスとしてのナイロン６
６フィルム（本実施例では厚さ０．１ｍｍ）２とを図２
に示すように積層（例えばナイロン６６フィルム２２を
７層とその各層間に繊維布１を６層積層）する。
（例えば２１ｃｍ×１１ｃｍ）に切断する。そして、こ
の切断した繊維布１とマトリックスとしてのナイロン６
６フィルム（本実施例では厚さ０．１ｍｍ）２とを図２
に示すように積層（例えばナイロン６６フィルム２２を
７層とその各層間に繊維布１を６層積層）する。
【００１５】次に、この繊維布とナイロン６６フィルム
とからなる積層物を額縁状の金型内に収容し、温度２８
５℃，圧力２０Ｋｇｆ／ｃｍ2，成形時間２０分の条件
下熱間加圧成形する。これにより、ナイロン６６が溶融
流動して繊維布の炭素繊維間に浸透する。
とからなる積層物を額縁状の金型内に収容し、温度２８
５℃，圧力２０Ｋｇｆ／ｃｍ2，成形時間２０分の条件
下熱間加圧成形する。これにより、ナイロン６６が溶融
流動して繊維布の炭素繊維間に浸透する。
【００１６】次いで、上記熱間加圧成形物を加圧した状
態で冷却し、ナイロン６６を固化させる。これにより、
複合成形板としての繊維強化プラスチック（例えば、縦
寸法×横寸法×板厚寸法が２１ｃｍ×１１ｃｍ×１ｍ
ｍ）が形成される。
態で冷却し、ナイロン６６を固化させる。これにより、
複合成形板としての繊維強化プラスチック（例えば、縦
寸法×横寸法×板厚寸法が２１ｃｍ×１１ｃｍ×１ｍ
ｍ）が形成される。
【００１７】以上のように成形された繊維強化プラスチ
ックの繊維配列の乱れ度及び曲げ強さについて、従来例
と比較した結果を次表に示す。尚、従来例は、ポリイミ
ド系樹脂を塗布しない繊維布とナイロン６６フィルムと
を積層して熱間加圧成形することにより形成した繊維強
化プラスチックである。そして、繊維配列の乱れ度は、
図３に示すように繊維蛇行が最も激しい部分の山高さ
（ｈ）と山裾長さ（Ｌ）との比（ｈ／Ｌ）で示した。
又、曲げ強さは、三点曲げ測定法（試験片幅：１５ｍ
ｍ，スパン間隔：４０ｍｍ，板厚：１ｍｍ）にて求め
た。
ックの繊維配列の乱れ度及び曲げ強さについて、従来例
と比較した結果を次表に示す。尚、従来例は、ポリイミ
ド系樹脂を塗布しない繊維布とナイロン６６フィルムと
を積層して熱間加圧成形することにより形成した繊維強
化プラスチックである。そして、繊維配列の乱れ度は、
図３に示すように繊維蛇行が最も激しい部分の山高さ
（ｈ）と山裾長さ（Ｌ）との比（ｈ／Ｌ）で示した。
又、曲げ強さは、三点曲げ測定法（試験片幅：１５ｍ
ｍ，スパン間隔：４０ｍｍ，板厚：１ｍｍ）にて求め
た。
【００１８】
【表１】
【００１９】この表に示すように、本実施例の繊維強化
プラスチックは、交差する繊維の各交差点をポリイミド
系樹脂で固定してあるため、マトリックスの流動による
繊維配列の乱れが従来例に比較して格段に少なく、また
曲げ強さ（平均値）が従来例よりも大きく且つそのばら
つきが少ない。
プラスチックは、交差する繊維の各交差点をポリイミド
系樹脂で固定してあるため、マトリックスの流動による
繊維配列の乱れが従来例に比較して格段に少なく、また
曲げ強さ（平均値）が従来例よりも大きく且つそのばら
つきが少ない。
【００２０】図４は本発明の他の実施例を示すものであ
る。即ち本実施例は、繊維布を脱脂した後エポキシ樹脂
溶液中に浸漬する。そして、このエポキシ樹脂で後に各
繊維の交差点を固定するものであり、エポキシ樹脂溶液
は、エポキシ樹脂（エポキシ当量２４００〜３０００）
をメチルエチルケトンにそれぞれ１．２５，２．５又は
５重量パーセントの濃度で溶解したものを使用する（但
し、硬化剤は使用しない）。尚、エポキシ樹脂は前記サ
イジング剤にも使用されるが、これは繊維束から織布を
製造する時の糸切れ防止等を目的とするもので、エポキ
シ当量も小さく（約２３０〜２７０）本発明のように繊
維布の交差点を固定するものでない。
る。即ち本実施例は、繊維布を脱脂した後エポキシ樹脂
溶液中に浸漬する。そして、このエポキシ樹脂で後に各
繊維の交差点を固定するものであり、エポキシ樹脂溶液
は、エポキシ樹脂（エポキシ当量２４００〜３０００）
をメチルエチルケトンにそれぞれ１．２５，２．５又は
５重量パーセントの濃度で溶解したものを使用する（但
し、硬化剤は使用しない）。尚、エポキシ樹脂は前記サ
イジング剤にも使用されるが、これは繊維束から織布を
製造する時の糸切れ防止等を目的とするもので、エポキ
シ当量も小さく（約２３０〜２７０）本発明のように繊
維布の交差点を固定するものでない。
【００２１】その後、エポキシ樹脂溶液を塗布した繊維
布を風乾する。尚、本実施例では繊維布を風乾した後、
それを続いて加熱することなく切断し、この切断した繊
維布を前記実施例と同様に積層して、この積層物を熱間
加圧成形する。この際、エポキシ樹脂は成形時の熱で硬
化する。そして、この熱間加圧成形物を冷却して、複合
成形板としての繊維強化プラスチックを形成する。
布を風乾する。尚、本実施例では繊維布を風乾した後、
それを続いて加熱することなく切断し、この切断した繊
維布を前記実施例と同様に積層して、この積層物を熱間
加圧成形する。この際、エポキシ樹脂は成形時の熱で硬
化する。そして、この熱間加圧成形物を冷却して、複合
成形板としての繊維強化プラスチックを形成する。
【００２２】以上のようにして形成した本実施例の繊維
強化プラスチックも、前記実施例と同様に繊維配列の乱
れ度及び曲げ強さについて測定し、その結果を前記表１
に記載した。
強化プラスチックも、前記実施例と同様に繊維配列の乱
れ度及び曲げ強さについて測定し、その結果を前記表１
に記載した。
【００２３】この実施例による繊維強化プラスチック
も、前記実施例の繊維強化プラスチックと同様に、従来
例に比較して格段に繊維配列の乱れが少なく、また曲げ
強さ（平均値）が大きく且つそのばらつきが少ない。
も、前記実施例の繊維強化プラスチックと同様に、従来
例に比較して格段に繊維配列の乱れが少なく、また曲げ
強さ（平均値）が大きく且つそのばらつきが少ない。
【００２４】尚、以上説明した各実施例は、繊維布の繊
維の交差点を熱硬化性樹脂で固定する態様を示したが、
マトリックス樹脂の成形温度よりも高融点の熱可塑性樹
脂を使用してもよい。例えばマトリックス樹脂にポリエ
チレン，ポリプロピレン，ナイロン１１，ナイロン１２
等を用いるときには芳香族系ナイロン等を、マトリック
ス樹脂に上記のものやナイロン６′等を用いるときには
ポリフェニレンサルファイド等を組み合わせることがで
きる。又、繊維布は、炭素繊維の織布に限られず、ガラ
ス繊維やボロン繊維等を使用した織布でもよい。
維の交差点を熱硬化性樹脂で固定する態様を示したが、
マトリックス樹脂の成形温度よりも高融点の熱可塑性樹
脂を使用してもよい。例えばマトリックス樹脂にポリエ
チレン，ポリプロピレン，ナイロン１１，ナイロン１２
等を用いるときには芳香族系ナイロン等を、マトリック
ス樹脂に上記のものやナイロン６′等を用いるときには
ポリフェニレンサルファイド等を組み合わせることがで
きる。又、繊維布は、炭素繊維の織布に限られず、ガラ
ス繊維やボロン繊維等を使用した織布でもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、繊維布の
繊維の交差点をマトリックス樹脂の成形温度よりも高融
点の樹脂材料で固定した後、この繊維布とマトリックス
樹脂とを熱間加圧成形で合体させるようになっているた
め、熱間加圧成形時におけるマトリックス樹脂の溶融流
動に起因する繊維配列の乱れを低減でき、繊維強化プラ
スチックの強度を向上することができると共にその強度
のばらつきを低減することができる。
繊維の交差点をマトリックス樹脂の成形温度よりも高融
点の樹脂材料で固定した後、この繊維布とマトリックス
樹脂とを熱間加圧成形で合体させるようになっているた
め、熱間加圧成形時におけるマトリックス樹脂の溶融流
動に起因する繊維配列の乱れを低減でき、繊維強化プラ
スチックの強度を向上することができると共にその強度
のばらつきを低減することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す繊維強化プラスチック
の製造工程図。
の製造工程図。
【図２】繊維布とマトリックス樹脂の積層状態図。
【図３】繊維配列の乱れ度測定位置を示す説明図。
【図４】本発明の他の実施例を示す繊維強化プラスチッ
クの製造工程図。
クの製造工程図。
１…繊維布、２…マトリックス樹脂（ナイロン６６）。
─────────────────────────────────────────────────────
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
// Ｂ２９Ｋ 105:08
Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ
Claims (2)
- 【請求項１】 繊維布の繊維の交差点をマトリックス樹
脂の成形温度よりも高融点の樹脂材料で固定し、この繊
維布とマトリックス樹脂とを熱間加圧成形で合体してな
ることを特徴とする繊維強化プラスチック。 - 【請求項２】 繊維布の繊維の交差点をマトリックス樹
脂の成形温度よりも高融点の樹脂材料で固定した後、こ
の繊維布とマトリックス樹脂とを熱間加圧成形で合体さ
せることを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156752A JPH054285A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 繊維強化プラスチツク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156752A JPH054285A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 繊維強化プラスチツク及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH054285A true JPH054285A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15634545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156752A Pending JPH054285A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 繊維強化プラスチツク及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH054285A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11315470A (ja) * | 1998-01-08 | 1999-11-16 | Ten Cate Advanced Composites Bv | 炭素繊維織物の製造法 |
| JP2003127157A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-05-08 | Toray Ind Inc | Ｒｔｍ法によるｆｒｐ構造体の製造方法及びｆｒｐ構造体 |
| JP2006347133A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Toyota Industries Corp | 強化繊維基材のマーキング方法、繊維強化複合材の製造方法、及び繊維強化複合材 |
| JP2014166702A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化樹脂成形品及びその成形方法 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3156752A patent/JPH054285A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11315470A (ja) * | 1998-01-08 | 1999-11-16 | Ten Cate Advanced Composites Bv | 炭素繊維織物の製造法 |
| JP4711473B2 (ja) * | 1998-01-08 | 2011-06-29 | テン・ケイト・アドバンスト・コンポジッツ・ベスローテン・フェンノートシャップ | 炭素繊維織物の製造法 |
| JP2003127157A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-05-08 | Toray Ind Inc | Ｒｔｍ法によるｆｒｐ構造体の製造方法及びｆｒｐ構造体 |
| JP2006347133A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Toyota Industries Corp | 強化繊維基材のマーキング方法、繊維強化複合材の製造方法、及び繊維強化複合材 |
| JP4544050B2 (ja) * | 2005-06-20 | 2010-09-15 | 株式会社豊田自動織機 | 強化繊維基材のマーキング方法、繊維強化複合材の製造方法、及び繊維強化複合材 |
| JP2014166702A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化樹脂成形品及びその成形方法 |
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