JPH06190932A - 芯材を有する繊維強化樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、繊維基材に、芯材を接触させるとき
繊維基材の縦壁面の繊維が位置ずれを発生させることの
ない芯材を有する繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供
することを目的とする。 【構成】本発明の芯材を有する繊維強化樹脂成形体の製
造方法１は、成形型６内に繊維基材２を配置する第１工
程と、前記繊維基材２上に該繊維基材２の縦壁面２２と
接触する接触面３ａをもつ第１心材３を配置する第２工
程と、前記第１芯材３に隣接して該繊維基材２の縦壁面
２２と接触する接触面をもたない第２芯材４を配置し、
該第２芯材４の配置により前記第１芯材３の接触面３ａ
を該繊維基材２の縦壁面２２に押圧して接触させる第３
工程と、型締めされた前記成形型６内に液状樹脂を注入
して硬化させ、前記繊維基材２、前記第１芯材３および
前記第２芯材４が一体的に結合された成形体１を形成す
る第４工程と、からなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芯材を有する繊維強化
樹脂成形体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平３ー２１６３３１号公報
には、繊維強化樹脂成形体の中にガラス繊維などを強化
のために入れる場合に、金型に予め発泡体と、ガラス繊
維をセットして金型を締めて樹脂材料を圧入する従来の
成形法が開示され、またこの従来の成形法を改善するた
めの改良発明が提案されている。

【０００３】すなわち、前記従来の成形法の場合では、
樹脂圧によりガラス繊維および発泡体とが金型の中央よ
りずれが生じ易く、ずれた領域とずれない領域とは、樹
脂材料に一体化され後、両者の厚さの相違を生ずる。特
にガラス繊維は配置の移動により強度に大きな影響があ
り、ガラス繊維の位置ずれにより前記一体成形後の強度
物性が低下する。

【０００４】そこで改良発明では、前記不具合を解消す
るため、発泡体よりなる直方体の芯材の各表面の少なく
とも１表面に突起物をジグザグ状に配列し、該芯材に、
前記突起物を避けるようにガラス繊維よりなるガラスク
ロスを巻付けて金型内に配置し、型締め後、金型内に液
状樹脂を圧入硬化して得る成形方法を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平３ー２
１６３３１号公報に開示された改良発明の成形方法の場
合には、発泡体よりなる直方体の芯材を、金型内に配置
するとき、芯材の表面にジグザグ状に配列した突起物を
避けるようにガラス繊維よりなるガラスクロスを巻付け
なくてはならず、その操作が煩わしい。

【０００６】そこで所定の形状に予備成形された繊維基
材を金型に配置しておき、さらにこの繊維基材に芯材を
配置するときに、繊維基材の縦壁面の繊維が位置ずれ
や、しわを発生させないよう、芯材を小さめに設定して
前記縦壁面に沿って接触移動摩擦することを防止するこ
とが考えられる。ところがこの場合には、型締め後、液
状樹脂の圧入時に芯材の位置がずれるため、得られた繊
維強化樹脂成形体は、芯材の外側に形成されたＦＲＰの
肉厚部が均一とならず強度が低下する。また芯材を小さ
めに設定した分、樹脂の量が増加し、軽量化できない。

【０００７】本発明は、繊維基材に、芯材を接触させる
とき繊維基材の縦壁面の繊維が位置ずれを発生させるこ
とのない芯材を有する繊維強化樹脂成形体の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の芯材を有する繊
維強化樹脂成形体の製造方法は、成形型内に繊維基材を
配置する第１工程と、前記繊維基材上に該繊維基材の縦
壁面と接触する接触面をもつ第１心材を配置する第２工
程と、前記第１芯材に隣接して該繊維基材の縦壁面と接
触する接触面をもたない第２芯材を配置し、該第２芯材
の配置により前記第１芯材の接触面を該繊維基材の縦壁
面に押圧して接触させる第３工程と、型締めされた前記
成形型内に液状樹脂を注入して硬化させ、前記繊維基
材、前記第１芯材および前記第２芯材が一体的に結合さ
れた成形体を形成する第４工程と、からなることを特徴
とする。

【０００９】なお、繊維基材の縦壁面とは、芯材の接触
面に対向する略平行な面を称す。

【００１０】

【作用】本発明の芯材を有する繊維強化樹脂成形体の製
造方法は、第１工程、第２工程、第３工程、第４工程の
順に実施される。そして、第１工程では、成形型内に繊
維基材を配置する。これにより繊維基材の縦壁面は、成
形型の内周縦壁面に対向した位置関係となる。

【００１１】第２工程では、繊維基材上に該繊維基材の
縦壁面と接触する接触面をもつ第１心材を配置する。こ
れにより第１芯材は、その接触面を繊維基材の縦壁面に
対向した位置関係となる。第３工程では、第１芯材に隣
接して該繊維基材の縦壁面と接触する接触面をもたない
第２芯材を配置し、該第２芯材の配置により前記第１芯
材の接触面を該繊維基材の縦壁面に押圧して接触させ
る。このとき第２芯材は、第１芯材に接触するが、繊維
基材の縦壁面とは接触しないで、第１芯材の接触面を、
該繊維基材の縦壁面に押圧して接触させる働きをする。
そして繊維基材の縦壁面と第１心材の接触面とは、互い
に対向する位置を保持したまま接触するため、接触時に
面に沿って相対移動せず、かつ前記相対移動に伴う摩擦
による縦壁面での繊維の位置ずれを発生させない。

【００１２】第４工程では、型締めされた前記成形型内
に液状樹脂を注入して硬化させ、前記繊維基材、前記第
１芯材および前記第２芯材が一体的に結合された成形体
を形成する。形成された成形体は、繊維基材の縦壁面の
繊維がずれていないため、十分な強度を保持できる。

【００１３】

【実施例】本発明の芯材を有する繊維強化樹脂成形体
（以下、成形体と称する。）の製造方法の実施例を、図
１〜９に基づいて説明する。実施例の成形体１の製造方
法は、以下に示す第１工程、第２工程、第３工程、第４
工程の順に実施される。なお、製造方法を実施するに先
立ち用意される第１繊維基材２および第２繊維基材５
と、第１芯材３および第２芯材４と、成形型６、図略の
液状樹脂を先に説明する。

【００１４】第１繊維基材２は、ガラススワールマット
（ユニフィロＵー７５０：ベテロテックス製）を素材と
して予備成形されたもので、図３に示されるように、略
直方体を収容できる凹部２０を形成する略長方形の底壁
面２１と、この底壁面２１の各四辺より垂直に立ち上が
る４つの縦壁面２２と、前記各縦壁面２２の上端部より
外側に向かって水平に延びる水平周壁面２３とよりな
る。

【００１５】第１芯材３は、硬質発泡ウレタンを素材と
し多数個に分割されて予備成形された各芯材部分を組合
わせてなり、図２に示されるように、中心に略四角錐台
を逆さまにした形状の第２芯材４を配置できる中央収容
部３０をもち、全体が略直方体形状のものである。すな
わち、第１芯材３は、長手方向Ｐに沿って左列に配置さ
れた３個の左列芯材部分３１、３２、３３と、長手方向
Ｐに沿って右列に配置された３個の右列芯材部分３４、
３５、３６と、前記両列の間に配置された前列芯材部分
３７および後列芯材部分３８とよりなる。

【００１６】なお、それぞれ対称形状の関係にある部
分、すなわち前記左列芯材部分３１、３２、３３および
右列芯材部分３４、３５、３６、前列芯材部分３７およ
び後列芯材部分３８、左列芯材部分３１および３３、右
列芯材部分３４および３６、左列芯材部分３２および右
列芯材部分３５は、一方の形状のみを説明する。左列芯
材部分３１、３２、３３は、第１繊維基材２の縦壁面２
２に対向する側に垂直な接触面３ａが形成され、右列芯
材部分３４、３５、３６に対向する側に上に向いて傾斜
した分割面３ｂが形成されている。また左列芯材部分３
１は、隣合う左列芯材部分３２に対向する側にも上に向
いて傾斜した分割面３ｂが形成されている。

【００１７】左列芯材部分３２は、隣合う左列芯材部分
３１および３３に対向する両側に下に向いて傾斜した分
割面３ｃが形成されている。前列芯材部分３７は、第１
繊維基材２の縦壁面２２に対向する側に垂直な接触面３
ａが形成され、後列芯材部分３８に対向する側に上に向
いて傾斜した分割面３ｂが形成され、隣合う左列芯材部
分３１および右列芯材部分３４に対向する両側に下に向
いて傾斜した分割面３ｃが形成されている。

【００１８】このため記各芯材部分３１〜３８が組合わ
せられ第１芯材３を形成したとき、前列芯材部分３７、
左列芯材部分３２、後列芯材部分３８、右列芯材部分３
５の４つの分割面３ｂによって中心に中央収容部３０が
形成される（図２参照）。なお、前記各芯材部分３１〜
３８は、上に向いて傾斜した分割面３ｂの傾斜角度が垂
直面を基準として１０°に設定され、下に向いて傾斜し
た分割面３ｃの傾斜角度が垂直面を基準として−１０°
（または８０°）に設定されている。

【００１９】第２芯材４は、硬質発泡ウレタンを素材と
して予備成形され略四角錐台を逆さまにした形状のもの
である。この第２芯材４は、図２に示されるように４方
向に下に向いて傾斜した押し付け面４ａが形成されてい
る。この押し付け面４ａは、前記第１芯材３の前列芯材
部分３７、左列芯材部分３２、後列芯材部分３８、右列
芯材部分３５の各分割面３ｂに対して逆方向に傾斜して
それぞれ対向する。なお、第２芯材４の４方向の押し付
け面４ａの傾斜角度は、垂直面を基準として−１０°
（または８０°）に設定されている。

【００２０】第２繊維基材５は、ガラススワールマット
（ユニフィロＵー７５０：ベテロテックス製）を素材と
して予備成形された長方形の板状体である。成形型６
は、レジンインジェクションシステムで用いられるＦＲ
Ｐ製型である。この成形型６は、第１繊維基材２の外観
形状と同じ形状のキャビィティ面６１および第１繊維基
材２を収容できる収容空間部６２を備えた下型６３と、
第２繊維基材５の外観形状と同じ形状のキャビィティ面
６４および第２繊維基材５を収容できる収容空間部６５
を備えた上型６６とよりなる。

【００２１】上型６６には、下型６３と型閉じ状態にあ
るとき、前記空間部６２および６５に液状樹脂を注入す
るための液状樹脂通路６７、６７、ミキシグヘッド部６
８および注入孔６９が設けられている。実施例１の製造
方法は、以下に示す第１工程、第２工程、第３工程、第
４工程の順に実施される。

【００２２】第１工程では、図４に示されるように、型
開き状態にある成形型６の下型６３の収容空間部６２に
キャビィティ面６１の縦壁部６１ａと若干の隙間を保持
して第１繊維基材２が配置される。これにより第１繊維
基材２の縦壁面２２は、キャビィティ面６１の縦壁部６
１ａに対向した位置関係となる。第２工程では、図５に
示されるように、第１工程で下型６３の収容空間部６２
に配置された第１繊維基材２上に第１心材３が複数個に
分割され、第１繊維基材２の縦壁面２２に対向した状態
で、かつ縦壁面２２に面接触摩擦しないように、まず第
１繊維基材２の凹部２０の中心側で収容し、次いで縦壁
面２２に近い所定の対向位置に配置される。

【００２３】すなわち、第１心材３を形成する左列芯材
部分３１、３２、３３および右列芯材部分３４、３５、
３６と、前列芯材部分３７および後列芯材部分３８とが
前記繊維基材２の凹部２０にそれぞれ順に配置される。
なお、配置順位は、四隅となる左列芯材部分３１、３
３、右列芯材部分３４、３６が先に配置され、次いで左
列芯材部分３２、右列芯材部分３５が配置された後、前
列芯材部分３７、後列芯材部分３８が配置される。これ
により各芯材部分３１〜３８の接触面３ａは、第１繊維
基材２の縦壁面２２に対向した位置関係となる。

【００２４】このようにして前記各芯材部分３１〜３８
が配置されると、略直方体形状の第１芯材３が形成で
き、かつ前列芯材部分３７、左列芯材部分３２、後列芯
材部分３８、右列芯材部分３５の４つの分割面３ｂによ
って中心に中央収容部３０が形成される。第３工程で
は、図７に示されるように、第２芯材４が、前記第１芯
材３の中央収容部３０に配置される。これにより第２芯
材４は、４方向の面４ａが左列芯材部分３２、前列芯材
部分３７、右列芯材部分３５、後列芯材部分３８の各分
割面３ｂに接触し滑りながら下方向Ｙに移動する。する
と第１心材３全体は、第２芯材４を中心としその外周方
向Ｓに放射状に押し付けられる。そして各芯材部分３１
〜３８は、第１繊維基材２の縦壁面２２への対向状態を
保持しつつ、その接触面３ａを縦壁面２２に押圧、接触
する。すなわち、各芯材部分３１〜３８の接触面３ａと
第１繊維基材２の縦壁面２２とは、互いに接触した状態
で、面に沿って相対移動摩擦を発生する方向に押圧され
ず、対向して押圧される。

【００２５】このため、第１繊維基材２の縦壁面２２
は、従来のような繊維基材に芯材を挿入するとき、両者
の接触部分が面に沿って相対移動による接触摩擦を発生
させないので繊維の位置ずれを発生させることがなく、
各芯材部分３１〜３８の接触面３ａに密着できる。な
お、第１繊維基材２の底壁面２０は、その垂直方向より
各芯材部分３１〜３８および第２芯材４に押圧される。
そして、底壁面２０と平行方向には、押圧されないた
め、底壁面２０の繊維の位置ずれはなく、強化繊維の強
度に支障を与えない。

【００２６】この第３工程では、第１芯材３と第２芯材
４とが組み合わされて高さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ
３００ｍｍの直方体形状の芯が第１繊維基材２の凹部２
２に形成される。第４工程では、図９に示されるよう
に、第１繊維基材２の水平周壁面２３に、第２繊維基材
５を載置し、かつ上型６６のキャビィティ面６４に保持
し、下型６３と上型６６とが型締めされる。そしてミキ
シングヘッド部６８の注入孔６９より、液状樹脂として
ウレタン変性不飽和ポリエステル（ＡＧＵー２２３８，
ＡＧＩー１００；ＡＧＩＣ製）を注入する。

【００２７】注入された液状樹脂は、第１繊維基材２、
第２繊維基材５の外周側からその内部および各部の隙間
に浸透する。このとき、前記第３工程で第２芯材４を第
１芯材３に配置し、この第４工程で下型６３と上型６６
とが型締めされ、第１芯材３の各芯材部分３１〜３８が
第１繊維基材２の縦壁面２２に密着された状態となり、
各芯材部分３１〜３８の間に僅かな隙間ができたとして
も、この隙間にも、前記注入された液状樹脂が浸透す
る。そして液状樹脂を型温６０℃にて硬化させる。これ
によって第１繊維基材２、第１芯材３、第２芯材４、第
２繊維基材５は、前記硬化樹脂によって強固に一体的に
結合され、成形体１を形成する。

【００２８】この成形体１は、第１繊維基材２の縦壁面
２２の繊維の位置ずれがなく、第１繊維基材２、第２繊
維基材５の外周および繊維の間に硬化した樹脂がほぼ均
一に分布し、また第１繊維基材２の縦壁面２２に第１芯
材３を密着できるため、厚さが均一で結合度の高いＦＲ
Ｐ層を形成できる。このため、成形体１は十分な強度が
得られ、この分、従来のものより薄肉化が可能となり、
軽量化することができる。

【００２９】なお、前記実施例の成形体の製造方法を、
下型６３と上型６６とからなる成形型６を用いた場合で
説明したが、これに限定されるものではなく、左右に対
向する位置に相対移動可能に配置され型締めおよび型開
きする左型と右型とからなる成形型を用いた場合にも適
用することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、第１工程
で、成形型内に成形型の周壁面に沿う方向に相対配置さ
れた繊維基材と、第２工程で前記繊維基材上に配置され
た第１心材とは、繊維基材の縦壁面と第１心材の接触面
とが対向した位置関係となる。

【００３１】そして第３工程で、第１芯材に隣接させて
配置させた第２芯材により、第１芯材を該繊維基材の縦
壁面に向かって押圧して接触させるため、繊維基材の縦
壁面と第１心材の接触面とは接触した状態で面に沿う方
向に相対移動しない。このため、繊維基材の縦壁面は、
その面方向に沿う摩擦を受けず、繊維の位置ずれを防止
できる。

【００３２】そして第４工程で、型締めされた前記成形
型内に液状樹脂を注入して硬化させ、縦壁面の繊維がず
れていない繊維基材と、繊維基材内に配置されている第
１芯材および前記第２芯材とが一体的に結合されて形成
された成形体は、十分な強度を保持できる。この本発明
の製造方法によって得られた芯材を有する繊維強化樹脂
成形体は、繊維基材に繊維のずれがないため、繊維基材
の外周および繊維の間で硬化した樹脂がほぼ均一に分布
し、かつ厚さが均一で結合度の高いＦＲＰ層を形成でき
る。

【００３３】このため、前記成形体は十分な強度が得ら
れ、この分、従来のものより薄肉化が可能となり、軽量
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の製造方法で得られた成形体を部分的に
断面して示す斜視図である。

【図２】実施例の製造方法で用いた第１芯材の複数の各
芯材部分と、第２芯材との組合せ状態を示す斜視図であ
る。

【図３】実施例の第１工程で用いた第１繊維基材を示す
斜視図である。

【図４】実施例の第１工程における成形型を示す断面図
である。

【図５】実施例の第２工程における成形型を示す断面図
である。

【図６】図５におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。

【図７】実施例の第３工程における成形型を示す断面図
である。

【図８】図７におけるＡ１−Ａ１線断面矢視図である。

【図９】実施例の第４工程における成形型を示す断面図
である。

【図１０】図９におけるＡ２−Ａ２線断面矢視図であ
る。

【符号の説明】

１…成形体 ２…第１繊維基材 ２０…凹部 ２１、２２、２
３、２４…縦壁面 ３…第１芯材 ３１、３２、３３、３４、３５、３
６、３７、３８…芯材部分 ４…第２芯材 ５…第１繊維基材 ６…成形型 ６３…下型 ６６…上型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形型内に繊維基材を配置する第１工程
   と、 前記繊維基材上に該繊維基材の縦壁面と接触する接触面
   をもつ第１心材を配置する第２工程と、 前記第１芯材に隣接して該繊維基材の縦壁面と接触する
   接触面をもたない第２芯材を配置し、該第２芯材の配置
   により前記第１芯材の接触面を該繊維基材の縦壁面に押
   圧して接触させる第３工程と、 型締めされた前記成形型内に液状樹脂を注入して硬化さ
   せ、前記繊維基材、前記第１芯材および前記第２芯材が
   一体的に結合された成形体を形成する第４工程と、から
   なることを特徴とする芯材を有する繊維強化樹脂成形体
   の製造方法。