JPH0839559A - 複合材の製造方法 - Google Patents

複合材の製造方法

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JPH0839559A
JPH0839559A JP19772494A JP19772494A JPH0839559A JP H0839559 A JPH0839559 A JP H0839559A JP 19772494 A JP19772494 A JP 19772494A JP 19772494 A JP19772494 A JP 19772494A JP H0839559 A JPH0839559 A JP H0839559A
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JP
Japan
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resin
core material
reinforcing
fiber
composite material
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Pending
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JP19772494A
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English (en)
Inventor
Tokuzo Ikeda
得三 池田
Akihiro Atsumi
昭洋 渥美
Makoto Saito
誠 斉藤
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプレー装置を用いてコア材の表面にマトリ
クス樹脂を薄く且つ均一に塗布し、これに強化繊維シー
トを貼り付けて塗布した樹脂を含浸し、樹脂を硬化する
ことにより、コア材の表面に繊維強化材を有する複合材
を高品質に製造することである。 【構成】 気体吐出孔55に囲まれたキャピラリー管5
6を先端に備えた多数個のスプレーノズル51を有する
スプレー装置50を用い、その気体吐出孔55から吐出
した気流によりキャピラリー管56の先端から、マトリ
クス樹脂液を一方向に配列されたコア材上に噴出して塗
布する。 【効果】 コア材上にマトリクス樹脂を均一且つ薄く塗
布できるので、複合材を高品質に製造することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コア材の表面に繊維強
化材を設けた複合材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、強化繊維をマトリクス樹脂で固め
た繊維強化材をコア材の表面に設けた複合材が、自動
車、航空機、建築材料、スポーツ用品等の分野で用いら
れている。
【0003】上記の複合材の製造には、従来、プリプレ
グが多用されており、このプリプレグは、強化繊維に予
めマトリクス樹脂を含浸して半硬化した、可撓性のシー
トに形成されている。プリプレグをコア材の大きさに合
わせて切断して、コア材の表面に貼り付け、プリプレグ
を硬化して繊維強化材とすることによって、複合材が製
造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリプ
レグは、含浸したマトリクス樹脂の硬化防止ための低温
保管を要する欠点があった。
【0005】本発明者等は、プリプレグの代わりに、強
化繊維を配列した強化繊維シートを用い、これをマトリ
クス樹脂を塗布したコア材の表面に貼り付けて樹脂を含
浸し、硬化することにより、繊維強化材となす方法につ
いて鋭意研究した。
【0006】その結果、ノズル先端のキャピラリー管を
気体吐出孔に臨ませた特殊なスプレー装置を用い、気体
吐出孔から吐出した気流によりキャピラリー管先端から
マトリクス樹脂液を噴出すれば、樹脂液が適当な大きさ
の液滴になって噴出して付着し、コア材の表面上に樹脂
を薄く且つ均一に塗布でき、これに貼り付けた強化繊維
シートに樹脂を均一に含浸して良好な繊維強化材を形成
でき、高品質な複合材を得ることができることを見出し
た。
【0007】従って本発明の目的は、スプレー装置を用
いてコア材の表面にマトリクス樹脂を薄く且つ均一に塗
布し、これに強化繊維シートを貼り付けて塗布した樹脂
を含浸し、硬化することにより、コア材の表面に繊維強
化材を有する複合材を高品質に製造することができる複
合材の製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
複合材の製造方法にて達成される。要約すれば本発明
は、コア材の少なくとも一方の表面に、強化繊維に熱硬
化性樹脂を含浸して硬化した繊維強化材を設ける複合材
の製造方法において、前記コア材の少なくとも一方の表
面に、気体吐出孔に囲まれたキャピラリー管を先端に備
えた多数個のスプレーノズルを有するスプレー装置を用
い、前記気体吐出孔から吐出した気流によりキャピラリ
ー管先端から熱硬化性樹脂液を噴出することによって塗
布し、その樹脂が塗布されたコア材の表面に強化繊維シ
ートを貼り付け、押圧して、これにより前記塗布された
樹脂を強化繊維シートに含浸し、然る後に樹脂を硬化し
て強化繊維シートを繊維強化材となすことを特徴とする
複合材の製造方法である。
【0009】前記強化繊維シートは、強化繊維を一方向
に配列した一方向材、強化繊維同士を直交させて織り込
んだ二方向材、もしくは強化繊維を短繊維又は長繊維で
集合したマット材が使用できる。
【0010】一方向材としては、一方向クロス材、一方
向強化繊維シートが挙げられ、このうち、裏打ちシート
上にバインダー層を介して強化繊維を一方向に配列した
一方向強化繊維シートが好適である。二方向材として
は、平織クロス、朱子織クロス、綾織クロス等が挙げら
れる。マット材としては、チョップドストランドマッ
ト、コンティニュアスストランドマット等が挙げられ
る。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の複合材の製造方法の一実施
例を示す説明図、図2は、図1の方法により製造される
複合材を示す断面図である。
【0012】図2に示すように、本実施例で製造される
複合材11は、例えば床板、外装材、門扉、型枠等とし
て使用されるもので、コア材12の上下の表面に繊維強
化材13を設けてなっている。
【0013】コア材12は、例えばスタイロフォーム
(商標名)のような発泡スチロール等の軽量材からなっ
ている。繊維強化材13は、強化繊維シートを用いて形
成されて織り、強化繊維シートしては、強化繊維を一方
向に配列した一方向材、強化繊維同士を直交させて織り
込んだ二方向材、もしくは強化繊維を短繊維又は長繊維
で集合したマット材等を用いることができる。一方向材
としては、一方向クロス材、一方向強化繊維シートが挙
げられ、二方向材としては、平織クロス、朱子織クロ
ス、綾織クロス等が挙げられる。マット材としては、チ
ョップドストランドマット、コンティニュアスストラン
ドマット等が挙げられる。
【0014】本実施例では、強化繊維シートして一方向
強化繊維シートを使用した。これは、図5に示すよう
に、裏打ちシートとしての離型フィルム2上にバインダ
ー層3を介して強化繊維4を一方向に配列して構成され
たものである。
【0015】強化繊維4としては、ピッチ系炭素繊維、
ボロン繊維、PAN系炭素繊維、アラミド繊維、ガラス
繊維、スチール繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン
繊維等が使用されている。
【0016】先ず、図1(a)に示すように、長尺のコ
ア材12Aが上流側から移動して来てスプレー装置50
の箇所に至り、スプレー装置50によりコア材12Aの
一方の表面上に、マトリクス樹脂液14が塗布される。
【0017】本実施例は、コア材12Aの表面にマトリ
クス樹脂14を塗布することが1つの特徴であるが、特
殊なスプレー装置50を用いることにより、マトリクス
樹脂14を薄く且つ均一に塗布することが可能になっ
た。
【0018】従来、細長いスリットを設けたノズルが知
られているが、このスリットノズルを用いたスプレー装
置でマトリクス樹脂液を塗布しようとすると、樹脂液が
高粘度であるためノズルスリットからぼた落ち、コア材
12Aの表面上にマトリクス樹脂を均一且つ薄く塗布す
ることが難しかった。一方、通常のノズルを用いたスプ
レー装置の場合にも、圧縮空気等で溶媒に溶かした樹脂
液を圧送して吐出させるので、噴出する樹脂の液滴が霧
状となって、マトリクス樹脂の不均一塗布及び環境の悪
化の問題が生じる。
【0019】本発明で使用するスプレー装置50は、図
3及び図4に示すように、ノズルプレート52にノズル
51を1列又は複数列に等間隔で設け、ノズルプレート
52との間で気体通路54を形成するように隔置したエ
アープレート53の気体吐出孔55に、ノズル51先端
に取付けたキャピラリー管56を突出させている。ノズ
ルプレート52上には樹脂入口58を有するダイ上蓋6
2が被され、ダイ上蓋62の上面から挿通した止めボル
ト63により、ノズルプレート52とエアープレート5
3とが固定される。このダイ上蓋62とノズルプレート
52との間には、樹脂入口58に繋がるフィルター59
を取付けた樹脂導入室63が区画され、ノズル51は、
ノズルプレート52の底面から樹脂導入室63に臨むよ
うに取付けられる。又スプレー装置50の周囲には、樹
脂入口58及び気体通路54の空気入口61を除く全面
にプレートヒータ57が設けられ、装置50の下面を除
くプレートヒータ57の表面には断熱材60が貼り付け
られている。
【0020】一例を挙げれば、ノズル51同士の長手方
向の配置間隔pは18.0mm、ノズル列同士の間隔t
は15.6mmであり、キャピラリー管56の内径は
0.1〜1.0mm、好ましくは0.2〜0.5mm、
長さは10〜50mm、好ましくは20〜40mmであ
る。気体吐出孔55の孔径は0.7〜5mm、好ましく
は1.0〜2mm、その深さは0.5〜10mmであ
り、キャピラリー管56の外径と気体吐出孔55の孔径
差は0.1〜4mm、好ましくは0.2〜1.0mmで
ある。キャピラリー管56の先端は、プレート53の下
面からの突出量が−2mm〜+5mmとされ、好ましく
は0〜+2mmである。
【0021】このようなノズル51の樹脂導入室63に
マトリクス樹脂液を導入してキャピラリー管56に導
き、その樹脂液の温度をヒータ57により例えば30〜
60℃に維持しながら、樹脂液を気体通路54を通って
吐出孔55から吐出される気流に乗せて、吐出圧力(ゲ
ージ圧)0.2〜15kg/cm2 、好ましくは1〜5
kg/cm2 でキャピラリー管56の先端から噴出させ
ると、樹脂液は5〜1000μm、好ましくは20〜5
00μmの液滴となって噴出する。
【0022】このような大きさの液滴によれば、樹脂液
が霧状となることも又ぼた落ちることもなく、コア材1
2Aの表面上に樹脂14を均一に塗布させることができ
る。
【0023】マトリクス樹脂14としては、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の
熱硬化性樹脂を使用することができる。マトリクス樹脂
14の塗布厚は、貼り付ける強化繊維シート1の繊維目
付け(FAW)にもよるが、例えば繊維目付けが300
g/m2 のガラス繊維シートの例を示せば、200〜8
00g/m2 、好ましくは250〜500g/m2 が適
当である。
【0024】上記のようにしてマトリクス樹脂14が塗
布されたコア材12Aの表面に、図1(b)に示すよう
に、強化繊維シート1を供給する。この強化繊維シート
1を加圧ローラ20により押圧してコア材12Aの表面
に貼り付け、樹脂14を強化繊維シート1の強化繊維4
に含浸する。これと同時に、赤外線ランプ21により強
化繊維シート1を加熱して樹脂14を硬化し、離型フィ
ルム2を剥離して、樹脂14を含浸した強化繊維4を繊
維強化材13にする。必要に応じて離型フィルム2は、
強化繊維シート1から剥離することなく、繊維強化材1
3の一部に含めることもできる。又強化繊維シート1の
貼り付け枚数は、必要に応じて2枚以上とすることがで
きる。
【0025】次いで一方の表面に繊維強化複合材13を
設けたコア材12Aを、図1(c)に示すように電動カ
ッター22で切断して、所定の長さのコア材12にした
後、コア材12の表裏を反転する。その反転されたコア
材12の他方の表面に対し、図1(d)〜(e)に示す
ように上記と同様にし、コア材12Aの他方の表面にも
繊維強化材13を設ける。かくして、コア材12の上下
の表面に繊維強化材13を設けた複合材11が、図1
(f)に示すように得られる。
【0026】以上の複合材11では、コア材12の上下
の表面上に繊維強化材13を設けたが、一方の表面にの
み繊維強化材13を設けることもできる。又赤外線ラン
プ21で加熱して強化繊維シート1に含浸した樹脂14
を硬化したが、ヒータによる加熱で硬化してもよい。又
マトリクス樹脂14として光硬化型マトリクス樹脂を用
いた場合には、紫外線ランプにより紫外線照射を行なっ
て硬化することができる。更には室温硬化型樹脂を用い
た場合には、樹脂の含浸後、室温で放置することにより
樹脂を硬化することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
気体吐出孔に囲まれたキャピラリー管を先端に備えた多
数個のスプレーノズルを有するスプレー装置を用い、そ
の気体吐出孔から吐出した気流によりキャピラリー管先
端から、樹脂液を一方向に配列された強化繊維又は離型
紙上に噴出するので、コア材の表面にマトリクス樹脂を
薄く且つ均一に塗布でき、これに強化繊維シートを貼り
付けて塗布した樹脂を含浸し、硬化することにより、コ
ア材の表面に繊維強化材を有する複合材を高品質に製造
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合材の製造方法の一実施例を示す説
明図である。
【図2】図1の方法により製造される複合材を示す断面
図である。
【図3】本発明で使用するスプレー装置を示す斜視図で
ある。
【図4】スプレー装置の断面図である。
【図5】本発明で使用する強化繊維シートを示す断面図
である。
【符号の説明】
1 強化繊維シート 4 強化繊維 11 複合材 12 コア材 13 繊維強化材 14 マトリクス樹脂 21 繊維強化複合材 50 スプレー装置 51 ノズル 52 ノズルプレート 53 エアープレート 56 キャピラリー管 54 気体通路 55 気体吐出孔 57 プレートヒータ 61 空気入口 62 ダイ上蓋 63 樹脂導入室
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 27/04 Z 8413−4F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コア材の少なくとも一方の表面に、強化
    繊維に熱硬化性樹脂を含浸して硬化した繊維強化材を設
    ける複合材の製造方法において、前記コア材の少なくと
    も一方の表面に、気体吐出孔に囲まれたキャピラリー管
    を先端に備えた多数個のスプレーノズルを有するスプレ
    ー装置を用い、前記気体吐出孔から吐出した気流により
    キャピラリー管先端から熱硬化性樹脂液を噴出すること
    によって塗布し、その樹脂が塗布されたコア材の表面に
    強化繊維シートを貼り付け、押圧して、これにより前記
    塗布された樹脂を強化繊維シートに含浸し、然る後に樹
    脂を硬化して強化繊維シートを繊維強化材となすことを
    特徴とする複合材の製造方法。
JP19772494A 1994-07-29 1994-07-29 複合材の製造方法 Pending JPH0839559A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017169790A1 (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 三菱重工業株式会社 前妻構体及び車両
JP2020019479A (ja) * 2019-11-06 2020-02-06 三菱重工業株式会社 前妻構体及び車両

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