JPH1134105A - 繊維強化中空成形品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維強化樹脂を用いて、外観が良好で軽量で
あり、強度、剛性が高く機械物性に優れた繊維強化中空
成形品、ならびにその繊維強化中空成形品を容易且つ効
率的にしかも優れた多量生産性を有して製造する方法。 【解決手段】 連続繊維の形態の強化繊維を有する繊維
強化樹脂からなる外層１４と、熱可塑性樹脂単独あるい
は短繊維で強化された熱可塑性樹脂からなる内層１６と
が一体化した中空状の成形品であって、その中空部１２
内にリブ等１８が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽量、強度、剛
性、寸法安定性、耐久性に優れ、かつ特徴ある異方性光
沢を有する繊維強化複合中空成形品及びその製法に関す
るもので、主に構造材用部材に用いられる成形品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維複合材料は、軽量で且つ高強度
であるという特徴から、航空機、自動車、スポーツ、レ
ジャー、その他各種工業用途に利用されている。また、
炭素繊維複合材料は、それを構成する炭素繊維集束体の
配向性によって特徴ある異方性光沢を有し、更に表面に
塗装等の処理を施すことによって深みのある重厚な外観
を与え、また導電性、Ｘ線透過性、電磁波遮蔽性等の特
徴を有している。一般に炭素繊維複合材料は、積層板や
ハニカムサンドイッチ板などの形態で各種工業用途に利
用されている。また、軽量化の目的で内部に発泡体を有
するような構造体や中空構造体なども提案されている。
しかしながら、その殆どはマトリックスとして熱硬化性
樹脂を用いたものであるので、これらを成形するために
は、樹脂の硬化反応を伴うような比較的成形時間の長
い、すなわちオートクレーブ成形に代表されるような多
量生産に向かないものであった。一方、熱可塑性樹脂を
マトリックスにするような複合材料及びその成形品も多
く提案されている。例えば、特開平５−１８５４６６号
公報では、短繊維強化熱可塑性樹脂のような容易にスタ
ンピングできるシートを金型内にセットし、射出一体成
形を行い複合成形体を得る方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スタン
ピングなどによる易賦型性材料は、短繊維強化シートに
代表されるように、長繊維強化複合材料に比べ強度、剛
性などの機械物性が劣っている。従って、軽量、高強
度、高剛性を有する中空成形品には不向きであり、実際
上、中空成形品の製造には不適当である。また、特許２
５０８５６２号公報には、繊維強化熱可塑性樹脂からな
る中空成形品の製法が提案されている。しかしながら、
これは補強片を接合させるだけのものであるので、用途
によっては必ずしも強度は十分ではない。中空成形品を
得る手法として、他にもダイスライドインジェクション
法、ガスインジェクション法やインジェクションブロー
法などが知られているが、繊維強化熱可塑性樹脂部を外
層に配したもの、あるいは中空部にリブやボスを有する
複雑形状、あるいは大型形状の成形品を得ることは難し
い。例えば、強度を高めるために中空部にリブやボスを
形成した中空体であると、それらリブ、ボスに由来する
ひけが生じやすい。また強度、剛性を得るために短繊維
強化樹脂を用いて成形した場合、ウエルド部の存在によ
る強度低下などが生じる。特にこれらの問題は大型成形
品を得る場合に顕著になる。一方、繊維強化熱可塑性樹
脂部を外層に配した場合、樹脂を含浸していない織物
や、熱可塑性樹脂繊維を混織したシート材を用いて成形
品を得る手法では、成形中の織物内部までの樹脂含浸が
十分でなく、十分な機械的強度を有する成形品は得られ
ない。本発明は前記課題を解決する為になされたもの
で、炭素繊維等の強化繊維を有する繊維強化樹脂を用い
て、外観が良好で、軽量であり、強度、剛性が高く機械
物性に優れた繊維強化中空成形品、並びにその繊維強化
中空成形品を容易且つ効率的にしかも優れた多量生産性
を有して製造する方法を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の繊維強化中空成
形品は、連続繊維の形態の強化繊維を有する繊維強化樹
脂からなる外層と、熱可塑性樹脂単独あるいは短繊維で
強化された熱可塑性樹脂からなる内層とが一体化した中
空状の成形品であって、その中空部内にリブあるいはボ
スが形成されていることを特徴とするものである。この
際、中空部内のリブあるいはボス同士は中空部内で少な
くとも一部が接続していることが好ましく、特にそれら
中空部内のリブが疑似ハニカム構造体を形成しているこ
とが好ましい。繊維強化樹脂のマトリックス樹脂として
はアクリル樹脂が好適である。本発明の繊維強化中空成
形品の製造方法は、連続繊維の形態の強化繊維を有する
シート状の繊維強化樹脂を金型にセツトした後、熱可塑
性樹脂を射出して繊維強化樹脂と一体化した２つの半成
形品をそれぞれ成形した後、半成形品を金型から脱型す
ることなく、金型を移動して互いの半成形品を接合する
ことを特徴とするものである。この際、シート状の繊維
強化樹脂としては炭素繊維織布を有し、炭素繊維が２０
〜７０体積％含まれ、厚みが０.１〜２.５ｍｍであるも
のが好ましい。また、熱可塑性樹脂の射出時には金型を
加熱しておくことが望ましい。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の繊維強化中空成形品は、
例えば、図１に示すように、中空部１２を有する中空成
形品１０であり、少なくとも外層１４と内層１６とを有
して概略構成される。外層１４は繊維強化樹脂で構成さ
れ、マトリックス樹脂中に連続な形態の強化繊維を有す
るものである。強化繊維には各種の繊維、例えば、炭素
繊維、ガラス繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、金属
繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊
維、ポリイミド繊維などの有機繊維などが挙げられる。
これらは単独でまたは複数種を組合わせて用いることが
できる。これらの各種繊維の中でも、強度、弾性率に代
表される機械的特性に優れ、特にこれらの特性を密度で
除した比強度、比弾性率が非常に優れた繊維である炭素
繊維が最も望ましい。炭素繊維等の種類に特に制限は無
く、用途に応じて弾性率の低いものから、高いものまで
利用でき、またこれらを組み合わせて利用することもで
きる。また、用いられるトウの構成フィラメント数は、
３０００本、６０００本、１２０００本など、それ以
下、中間本数あるいはそれ以上のいずれでもよい。成形
品の意匠性を重要視する用途には比較的少ないフィラメ
ント数のトウを、機械物性を重要視する用途にはフィラ
メント数の多いトウが好ましい。強化繊維の強化形態は
連続繊維より構成されていればよく、織布、一方向繊維
束、ニット、ブレードなどが適用可能である。尤も、連
続繊維形態の炭素繊維を含んでいれば、これと組み合わ
せられる他の強化繊維の形態には特に制限は無く、それ
らについては長繊維として炭素繊維と混織してもよく、
またチョップ、ランダムストランドマットなどの形態で
もよい。

【０００６】マトリックス樹脂には特に制限は無く、未
硬化熱硬化性樹脂、熱可型性樹脂のいずれでもよい。未
硬化熱硬化性樹脂とは完全には硬化していないもので、
可撓性を有するものであれば特に制限はない。例えば、
エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、
ポリイミド樹脂などがある。熱可塑性樹脂の一例として
は、アクリル樹脂、ＡＢＳ、ポリプロピレンなどのポリ
オレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレ
ン、ポリカーボネイト、ポリエーテルイミド、ポリエー
テルスルホン、ポリ塩化ビニール、ポリフェニルエーテ
ル及び熱可塑性ウレタンエラストマー樹脂、ＰＥＥＫ、
ＰＥＫ、ＰＰＳ等が挙げられる。また、これらをブレン
ドしたポリマーアロイも使用できる。また、前記熱可塑
性樹脂以外に、樹脂の特性を改善するための種々の添加
剤、例えば、耐熱剤、耐候剤、帯電防止剤、潤滑剤、離
型剤、染料、顔料、消泡剤、脱酸素剤及び難燃剤などを
含有させてもよい。ただし、外観意匠性、耐候性の面か
ら、樹脂としてはアクリル樹脂が特に優れている。

【０００７】内層には射出成形可能な熱可塑性樹脂が用
いられる。例えば、ポリアミド、ＡＢＳ、ポリカーボネ
ート、アクリル樹脂、ＰＰＥ、ＰＰなどのポリオレフィ
ン、ポリエステル、熱可塑性ウレタンエラストマー、ポ
リ塩化ビニール、ＰＥＥＫなどの射出成形できる樹脂が
挙げられる。したがって、内層となる樹脂材料を外層の
マトリックス樹脂と同種のものとすることもできる。こ
の内層となる熱可塑性樹脂には、ガラス繊維や炭素繊維
などの強化材を含ませても良い。その場合、射出の際の
流動成形性の点から短繊維が好ましい。内層の樹脂に
は、外層のマトリックス樹脂との接着性、劣化温度等を
考慮して、適宜選定された熱可塑性樹脂または強化熱可
塑性樹脂が適用される。樹脂層の厚み、すなわち、外層
との厚み比率は、性能発揮効率と材料費のバランスから
決定される。尚、本発明の中空成形品は外層と内層の２
層構造に限られず、必要に応じて、３層以上の多層体と
することもできる。また、図示例の中空成形品は２つの
半成形品４２，４４を接合一体化したものなので、その
横方向中央での周囲にウエルド部４６が形成されてい
る。

【０００８】本発明の繊維強化中空成形品は、軽量化の
為に中空部１２を有する中空状とされるが、強度を向上
させる為に、その中空部内にリブあるいはボス（以下、
リブ等と略称する）を有している。リブ等１８の形状は
特に制限されるものでなく、後述するように、半成形品
を一体化して製造する場合に、それぞれの半成形品に形
成したリブ等どうしが、その一部どうしが接触したり連
結するなどして接続していることが強度向上効果の点か
ら望ましい。特に、リブ等が疑似ハニカム構造体を形成
することで、きわめて高い機械的強度を発揮することが
できる。尚、本発明で疑似ハニカム構造体とは、多角形
を基本構造単位とし、これらが連続的に繰返された形で
連なった形状を云う。

【０００９】本発明の中空成形品であると、リブ等が形
成されているので、大型な成形品を成形しても軽量であ
りながら、高い機械的強度を有する。しかも、外層とし
て、繊維強化樹脂が配置されているので、リブ等が形成
されていても、これらリブ等に由来するひけの発生が抑
制される。また、リブ等が形成されていることに加え
て、連続繊維からなる繊維強化樹脂で外層を構成するこ
とから、ウエルド部を効率よく補強できる。

【００１０】本発明の中空成形品の製造には、ダイスラ
イドインジェクション成形法、ガスインジェクション成
形法やインジェクションブロー成形法などの各種の中空
成形法が適用できる。中でもダイスライドインジェクシ
ョン成形法が優れている。ダイスライドインジェクショ
ン成形法を用いて成形するには、例えば、図２に示すよ
うな成形機２０を利用する。図示例の成形機２０では、
半成形品に応じた所定形状のキャビティ２３の形成され
た可動型２２と、同様に、半成形品に応じた所定形状の
キャビティ２５の形成されたスライド型２４とが一組と
なっている。スライド型２４にはキャビティ２５の上下
に２つの樹脂流路２６，２８が形成されている。このス
ライド型２４は上下方向に移動自在に固定型３０に保持
されており、スライド型２４は油圧シリンダ３２によっ
て固定型３０に沿って上下に移動するようになってい
る。

【００１１】中空成形品を製造するには、まず、図２
（ｂ）に示すように、可動型２２のキャビティ２３内と
スライド型２４のキャビティ２５内に、それぞれ所定の
繊維強化樹脂シート１４’をセットし、可動型２２が固
定されている可動プラテン３２を移動させて型閉じす
る。このとき、可動型２２のキャビティ２３とスライド
型２４のキャビティ２５は組み合わされず、各キャビテ
ィの対向する位置には、中空部を形成する為の雄部４
８，５０が形成されている。また、固定型３０の樹脂流
路３８はスライド型２４の樹脂流路２６と連通してい
る。そして、固定型３０の固定されている固定プラテン
３４に接続されている押出機３６から、固定型３０の樹
脂流路３８、スライド型２４の樹脂流路２６、ランナー
４０を経由して、図２（ｃ）に示すように、両キャビテ
ィ２３，２５内に熱可塑性樹脂を射出し、内層を成形す
る。こうして図２（ｄ）に示すように、内層１６と外層
１４とが一体化した半成形品４２，４４がそれぞれ成形
される。

【００１２】一旦、型開きした後、半成形品４２，４４
をそれぞれの成形金型から脱型することなく、図３
（ｅ）に示すように、油圧シリンダ３２のピストン３３
を縮めてスライド型２４を上方に移動させ、スライド型
２４の樹脂流路２８と固定型３０の樹脂流路３８が連通
するようにする。そして、可動型２２を水平方向に移動
し、型閉じする。このとき、図３（ｆ）に示すように、
半成形品４２と半成形品４４とが対向して組み合わされ
る。そして、図３（ｇ）に示すように、押出機から樹脂
流路３８、２８、ランナー４１を経由して熱可塑性樹脂
を射出し、半成形品４２と半成形品４４の接触部近傍を
取り巻くようにしてウエルド部４６を成形し、半成形品
４２と半成形品４４を接合一体化する。その後、図３
（ｈ）に示すように、可動型２２を移動させて型開き
し、中空成形品１０が取り出される。尚、図２，３にお
いては、図示化を簡明にするために、リブ等及びその為
のキャビティ形状等については省略した。この方法によ
れば、異なる種類の外層と内層とが一体化した中空成形
品を簡易かつ高効率に成形することができ、大量生産に
も適している。また、この方法であると射出成形に基づ
くので、中空部内にリブ等を形成することも容易で、寸
法精度も高く、肉厚のコントロールも容易である。さら
に大型成形品の成形が可能である。さらに、完全に密封
された中空部を有する中空成形品も容易に成形できる。

【００１３】成形によって外層となる繊維強化樹脂シー
ト１４’としては、炭素繊維を２０から７０体積％含ん
でいるものが好ましい。３０〜６５体積％であるとより
好ましい。炭素繊維が２０体積％未満であると炭素繊維
の含有量不足により、十分な成形品の機械的強度が得ら
れない。７０体積％よりも多いと樹脂との複合化ができ
なくなる。また、この繊維強化樹脂シートは、厚みが
０.１〜２.５ｍｍのものが好ましい。５〜１０μｍ径を
もつ通常の炭素繊維フィラメントからなる織布は、少な
くとも０.１ｍｍ弱程度の厚みを有する。したがって、
０.１ｍｍ未満の繊維強化樹脂シートは製造困難であ
る。一方、厚み２.５ｍｍを越える繊維強化樹脂シート
は、射出成形金型内に入れるために必要な曲げ、撓み変
形に乏しくなるので好ましくない。このような可撓性、
熱賦型性を有するシート状の繊維強化樹脂を用いること
により、２次元、あるいは３次元形状を有する複雑な形
状の成形品を製造できる。

【００１４】また、上述した成形方法であると、熱可塑
性樹脂の射出時に、金型を加熱しておくことができる。
成形金型を加熱しておくと、繊維強化樹脂シートと射出
樹脂との接着性を強固にすることができる。従って、通
常の射出成形などでは、接着性が十分でない樹脂の組み
合わせにおいても、金型温度を上げることにより、接着
性を向上せしめ、その結果、強固な一体成形が可能とな
る。強固な接着性を得る為の金型温度は、用いられる繊
維強化樹脂のマトリックス樹脂と射出成形樹脂の組み合
わせにより決められるものであるが、繊維強化樹脂シー
トのマトリックス樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）あるい
は軟化温度に近い温度まで上げることができ、望ましく
は、マトリックス樹脂の軟化温度よりも４０〜５℃低い
温度である。但し、あまり高い温度または長時間、金型
温度が高いと樹脂の冷却に要する時間が長くなり、成形
サイクル上は望ましくない。尚、本発明で半成形品とは
完成された中空成形品を等分に分割した形状のものとは
必ずしもならないことは勿論のことで、目的とする中空
成形品が線対称なものでなければ、当然に２つの半成形
品の形状は等しくはならなくなるが、そのようなもので
あっても本発明ではなんらの支障もない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。 ［実施例１］図２，３を用いて上述したダイスライドイ
ンジェクション成形法によって、中空成形品を製造し
た。まず、炭素繊維３０００本を集束してなる炭素繊維
トウ（三菱レイヨン製パイロフィル ＴＲ４０）を製織
（１５本／インチ経緯糸とも）してなる炭素繊維織布
に、アクリル系樹脂を含浸した０.３５ｍｍ厚の繊維強
化樹脂シート（三菱レイヨン製パイロフィルシート）を
用意した。次に、この繊維強化樹脂シートを２００×２
００ｍｍに裁断して皿金型底部にセットした後、ポリメ
チルメタクリレート（三菱レイヨン製アクリライトＶ
Ｈ）を射出成形（シリンダー温度２７０℃，金型温度８
０℃）により一体化し、外層に炭素繊維複合材料層をも
つ、１.３ｍｍ厚の片半分の同様の成形品を２つ得た。
これらの半成形品の中央部には１つのリブを設けておい
た。次に、ふたつの半成形品が対向するように金型を移
動し、金型を閉じた。そして、この組み合わせられた中
空成形品の周辺部に同樹脂を射出して一体化された中空
成形品を得た。得られた成形品は、非常に軽量ながら、
剛性、強度に優れたものになった。また中空部に由来す
るような凹み、反りなどは全く発生しなかった。さらに
表面は炭素繊維の織り模様が浮き出た高級重厚感を有す
る意匠性に大変優れたものになった。

【００１６】［実施例２］炭素繊維６０００本を集束し
てなる炭素繊維トウ（三菱レイヨン製パイロフィル Ｔ
Ｒ４０）を製織（８本／インチ経緯糸とも）してなる炭
素繊維織布に、アクリル系樹脂を含浸した０.４ｍｍ厚
の繊維強化樹脂シート（三菱レイヨン製パイロフイルシ
ート）を用意した。次に、この繊維強化樹脂シートを４
００×３５０ｍｍに裁断して皿金型底部にセットして、
ポリメチルメタクリレート（三菱レイヨン製アクリライ
トＶＨ）を射出成形（シリンダー温度２７０℃，金型温
度８０℃）により一体化し、外層に炭素繊維複合材料層
をもつ、１.４ｍｍ厚の片半分の半成形品を得た。ここ
でこの成形品には縦横３０ｍｍ間隔でリブ構造を付与し
た。同時に、同様の半成形品も成形した。次に、ふたつ
の半成形品が対向するように金型を移動し、金型を閉じ
た。各半成形品の中空部に存在するリブは全て一致して
接触した。この組み合わせられた中空成形品の周辺部に
同樹脂を射出し一体化した中空成形品を得た。得られた
成形品は、中空部のリブ部の存在が本成形品を擬似的に
ハニカム構造体にしており、比較的大きな成形品であり
ながら、反りもなく、非常に軽量で、剛性、強度に優れ
たものになった。また表面は炭素繊維の織り模様が浮き
出た高級重厚感を有する意匠性に大変優れたものになっ
た。

【００１７】［実施例３］炭素繊維１２０００本を集束
してなる炭素繊維トウ（三菱レイヨン製パイロフィル
ＴＲ４０）を製織（６本／インチ経緯糸とも）してなる
炭素繊維織布に、アクリル系樹脂を含浸した０.５ｍｍ
厚の繊維強化樹脂シート（三菱レイヨン製パイロフィル
シート）を用意した。次に、この繊維強化樹脂シートを
５００×３５０ｍｍに裁断して皿金型底部にセットし
て、ガラス繊維１０％を含むＡＢＳ（三菱レイヨン製）
を射出成形（シリンダー温度２７０℃，金型温度８０
℃）により一体化し、外層に炭素繊維複合材料層をも
つ、１.５ｍｍ厚の片半分の半成形品を得た。ここでこ
の成形品には縦横２０ｍｍ間隔でリブ構造を付与した。
もう片半分の成形品も同時に同様な手法で得た。次に、
これら二つの半成形品が対向するように金型を移動し、
金型を閉じた。各半成形品の中空部に存在するリブは全
て一致して接触した。この組み合わせられた中空成形品
の周辺部に同じ樹脂を射出して一体化した中空成形品を
得た。得られた成形品は、中空部のリブ部の存在が本成
形品を擬似的にハニカム構造体にしており、比較的大き
な成形品でありながら反りもなく、非常に軽量で、剛
性、強度に優れたものになった。

【００１８】［実施例４］内層用として射出する樹脂を
ポリカーボネート樹脂（三菱瓦斯化学製）に、シリンダ
ー平均温度を３００℃、金型温度を７０℃に替えた他
は、実施例１と同様の操作を行って、１.３ｍｍ厚の中
空成形品を得た。得られた成形品は、非常に軽量なが
ら、剛性、強度に優れ、外観も凹み、反りなどもみられ
なかった。また表面は炭素繊維の織り模様が浮き出た高
級重厚感を有する意匠性に大変優れたものになった。

【００１９】［実施例５］炭素繊維１２０００本を集束
してなる炭素繊維トウ（三菱レイヨン製パイロフィル
ＴＲ４０）を製織（１５本／インチ経緯糸とも）してな
る炭素繊維織布に、アクリル系樹脂（軟化温度：１００
℃）を含浸した０.３５ｍｍ厚の繊維強化樹脂シート
（三菱レイヨン製パイロフィルシート）を用意した。次
に、この繊維強化樹脂シートを４００×３５０ｍｍに裁
断して皿金型底部にセットして、ＡＢＳ（三菱レイヨン
製）を射出成形（シリンダー温度２５０℃，金型温度８
０℃）して一体化し、外層に炭素繊維複合材料層をも
つ、１.４ｍｍ厚の片半分の成形品を得た。ここでこの
成形品には縦横３０ｍｍ間隔でリブ構造を付与した。も
う片半分の成形品も同時に同様な手法で得た。次に、こ
れら二つの半成形品が対向するように金型を移動し、金
型を閉じた。各半成形品の中空部に存在するリブは全て
一致して接触した。この組み合わせられた中空成形品の
周辺部に同一の樹脂を射出して一体化した中空成形品を
得た。得られた成形品は、中空部のリブ部の存在が本成
形品を擬似的にハニカム構造体にしており、比較的大き
な成形品にも関わらず反りもなく、非常に軽量で、剛
性、強度に優れたものになった。

【００２０】［実施例６］実施例５と同様に、炭素繊維
１２０００本を集束してなる炭素繊維トウ（三菱レイヨ
ン製パイロフィル ＴＲ４０）を製織（１５本／インチ
経緯糸とも）してなる炭素繊維織布に、アクリル系樹脂
を含浸した０.３５ｍｍ厚の繊維強化樹脂シート（三菱
レイヨン製パイロフィルシート）を用意した。次に、こ
の繊維強化樹脂シートを４００×３５０ｍｍに裁断して
皿金型底部にセットして、ＡＢＳ（三菱レイヨン製）を
射出成形（シリンダー温度２５０℃，金型温度４０℃）
により一体化し、外層に炭素繊維複合材料層をもつ、
１.４ｍｍ厚の片半分の半成形品を得た。ここでこの成
形品には縦横３０ｍｍ間隔でリブ構造を付与した。もう
片半分の半成形品も同時に同様な手法で得た。次に、二
つの半成形品が重なるように金型を移動し、金型を閉じ
た。各半成形品の中空部に存在するリブは全て一致して
接触していた。この組み合わせられた中空成形品の周辺
部に樹脂を射出し一体化した中空成形品を得た。この金
型温度の低い成形法で得られた成形品では、外層の繊維
強化樹脂シートと内層の射出樹脂との接着性が十分でな
く、表面に浮きが発生してしまった。 ［比較例１］炭素繊維６０００本を集束してなる炭素繊
維トウ（三菱レイヨン製パイロフィル ＴＲ４０）を製
織（８本／インチ経緯糸とも）してなる炭素繊維織布
に、アクリル系樹脂を含浸した０.４ｍｍ厚の繊維強化
樹脂シート（三菱レイヨン製パイロフィルシート）を用
意した。次に、このシート状物を４００×３５０ｍｍに
裁断して皿金型底部にセットして、ポリメチルメタクリ
レート（三菱レイヨン製アクリライトＶＨ）を射出成形
（シリンダー温度２７０℃，金型温度８０℃）により一
体化し、外層に炭素繊維複合材料層をもつ、１.４ｍｍ
厚の片半分の成形品を得た。ここでこの成形品にはリブ
構造を形成しなかった。もう片半分の成形品を同様な手
法で得た。次に、これら二つの半成形品をいったん金型
から取り出し、新ためて各半成形品を組み含わせ、熱板
にて溶着一体化して中空成形品を得た。得られた成形品
には中空部に由来する凹みと反りが発生した。

【００２１】

【発明の効果】上述の如く構成された本発明の中空成形
品は、外観が良好である上に軽量で、かつ、強度、剛性
が高く機械物性に優れている。特に、中空部内の複数の
リブ等が接続しているもの、中でも、それらが疑似ハニ
カム構造体を形成しているものであると、強度がきわめ
て高い。また、外層の繊維強化樹脂のマトリックス樹脂
がアクリル樹脂であると、耐候性や外観の意匠性に優れ
ている。また、本発明の製造方法は、そのような繊維強
化中空成形品を簡易且つ効率的に製造でき、しかも優れ
た多量生産性を発揮するものである。なかでも、繊維強
化樹脂が炭素繊維を２０〜７０体積％含む炭素繊維織布
を有して構成されるものであると、高い強度、耐久性を
発揮する。また、その繊維強化樹脂シートの厚みが０.
１〜２.５ｍｍであると、中空成形体が複雑な形状であ
っても特に成形が容易である。さらに、熱可塑性樹脂の
射出時に金型を加熱しておくと、外層と内層の接着強度
が高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の中空成形品の一例を示す断面図であ
る。

【図２】 本発明の中空成形品の一工程例を示す断面図
である。

【図３】 本発明の中空成形品の一工程例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０ 中空成形品 １２ 中空部 １４ 外層 １６ 内層 １８ リブ ２４ スライド型 ４２ 半成形品 ４４ 半成形品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 9:00 22:00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続繊維の形態の強化繊維を有する繊維
   強化樹脂からなる外層と、熱可塑性樹脂単独あるいは短
   繊維で強化された熱可塑性樹脂からなる内層とが一体化
   した中空状の成形品であって、その中空部内にリブある
   いはボスが形成されていることを特徴とする繊維強化中
   空成形品。
2. 【請求項２】 前記中空部内のリブあるいはボス同士が
   中空部内で少なくとも一部が接続していることを特徴と
   する請求項１記載の繊維強化中空成形品。
3. 【請求項３】 前記中空部内のリブが疑似ハニカム構造
   体を形成していることを特徴とする請求項１記載の繊維
   強化中空成形品。
4. 【請求項４】 前記繊維強化樹脂はアクリル樹脂をマト
   リックス樹脂とすることを特徴とする請求項１記載の繊
   維強化中空成形品。
5. 【請求項５】 連続繊維の形態の強化繊維を有するシー
   ト状の繊維強化樹脂を金型にセツトした後、熱可塑性樹
   脂を射出して前記繊維強化樹脂と一体化した２つの半成
   形品をそれぞれ成形した後、半成形品を金型から脱型す
   ることなく、金型を移動して互いの半成形品を接合する
   ことを特徴とする繊維強化中空成形品の製造方法。
6. 【請求項６】 前記シート状の繊維強化樹脂は炭素繊維
   織布を有し、炭素繊維が２０〜７０体積％含まれ、厚み
   が０.１〜２.５ｍｍであることを特徴とする請求項５記
   載の繊維強化中空成形品の製造方法。
7. 【請求項７】 前記熱可塑性樹脂の射出時に金型を加熱
   しておくことを特徴とする請求項５記載の繊維強化中空
   成形品の製造方法。