JPWO2012172982A1 - 繊維強化プラスチックの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば不連続な強化繊維として、重量平均繊維長50mmにカットした炭素繊維を用い、該炭素繊維をカード装置に供給して圧縮可能なシート状の炭素繊維基材を作製する。この基材シートを、例えば、射出プレス機に設置した金型のキャビティ内に配置する。基材配置後に、金型を100℃以上の温度に加熱し、熱可塑性樹脂として例えば溶融ポリアミド樹脂を金型のキャビティ内に射出する。射出とともに、または射出後に、金型のキャビティ容積を縮小することにより、金型内部を圧縮するが、この金型のキャビティ容積の縮小による圧縮動作の例については、図1〜図3を参照して後述する。
図4は、本発明において強化繊維基材をカード装置によって作製する場合の概略構成を例示している。図4に示すカード装置41は、シリンダーロール42と、その外周面に近接して上流側に設けられたテイクインロール43と、テイクインロール43とは反対側の下流側においてシリンダーロール42の外周面に近接して設けられたドッファーロール44と、テイクインロール43とドッファーロール44との間においてシリンダーロール42の外周面に近接して設けられた複数のワーカーロール45と、ワーカーロール45に近接して設けられたストリッパーロール46と、テイクインロール43と近接して設けられたフィードロール47及びベルトコンベアー48とから主として構成されている。
2、3、22、23 型
4 インロー構造
5、24 キャビティ
6、11、27 強化繊維基材
7、31 熱可塑性樹脂
8、12、32 繊維強化プラスチック
25 可動コア
26 駆動手段
28 弁
29 吸引路
30 シール材
41 カード装置
42 シリンダーロール
43 テイクインロール
44 ドッファーロール
45 ワーカーロール
46 ストリッパーロール
47 フィードロール
48 ベルトコンベアー
49 不連続な炭素繊維
50 シート状のウエブ
Claims (20)
- 不連続な強化繊維からなる、圧縮可能な強化繊維基材を金型のキャビティ内に配置し、該キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を注入して前記強化繊維基材に含浸させる繊維強化プラスチックの製造方法において、前記金型をそのキャビティ容積を可変可能な金型に構成し、前記溶融した熱可塑性樹脂を注入した後、金型のキャビティ容積を縮小することにより、熱可塑性樹脂が含浸した、あるいは含浸しつつある前記強化繊維基材をキャビティ内で圧縮することを特徴とする、繊維強化プラスチックの製造方法。
- 予め金型を開いた状態で前記溶融した熱可塑性樹脂を金型のキャビティ内に注入した後、金型を型締めすることにより、金型のキャビティ容積を縮小する、請求項1に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記強化繊維基材を金型のキャビティ内に配置し型締めした後、前記溶融した熱可塑性樹脂をキャビティ内に注入する樹脂圧で金型を開いた後、キャビティ容積を縮小する、請求項1に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記キャビティ容積を縮小する際の圧縮力が10MPa以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記キャビティ容積が可変可能な金型として、対向配置される型同士がインロー構造または可動コアを介して型締め、型開き可能な金型を用いる、請求項1〜4のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- キャビティ内を減圧した状態で溶融した熱可塑性樹脂を注入した後、キャビティ容積を縮小させる、請求項1〜5のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記圧縮可能な強化繊維基材として、2MPaで圧縮したときの基材の見かけ空隙率が70%以上である基材を用いる、請求項1〜6のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記圧縮可能な強化繊維基材として、10MPaで圧縮したときの基材の見かけ空隙率が40%以下である基材を用いる、請求項1〜7のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記強化繊維基材の強化繊維が炭素繊維からなる、請求項1〜8のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記強化繊維基材に含まれる炭素繊維の重量平均繊維長が1mm以上、100mm以下である、請求項9に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記強化繊維基材中に熱可塑性樹脂を3〜50重量%含む、請求項1〜10のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記強化繊維基材が抄紙により作成されたものである、請求項1〜11のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記強化繊維基材がカード装置により作成されたものである、請求項1〜11のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記強化繊維基材が、前記不連続な強化繊維がランダムに配向されたものからなる、請求項1〜13のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記強化繊維基材が、前記不連続な強化繊維の少なくとも一部が特定の方向に配向されたものからなる、請求項1〜13のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 成形後の繊維強化プラスチックの前記特定方向の弾性率と特定方向と直交する方向の弾性率の比が2:1〜10:1である、請求項15に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂の成形温度が100℃以上である、請求項1〜16のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミドからなる群から選ばれたものからなる、請求項1〜17のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記金型として、熱可塑性樹脂が充填されるゲートと反対側のキャビティ部位にガス抜きを設けた射出圧縮成形用金型を用いる、請求項1〜18のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記圧縮可能な強化繊維基材が樹脂フイルムパック中に減圧された状態で保持された基材を、前記金型のキャビティ内に配置する、請求項1〜19のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
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