KR20150063503A - 프리폼의 제조 방법 및 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법 - Google Patents

프리폼의 제조 방법 및 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150063503A
KR20150063503A KR1020157011129A KR20157011129A KR20150063503A KR 20150063503 A KR20150063503 A KR 20150063503A KR 1020157011129 A KR1020157011129 A KR 1020157011129A KR 20157011129 A KR20157011129 A KR 20157011129A KR 20150063503 A KR20150063503 A KR 20150063503A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
preform
prepreg
manufacturing
separable portion
mold
Prior art date
Application number
KR1020157011129A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101735054B1 (ko
Inventor
요시히데 가키모토
Original Assignee
미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 filed Critical 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤
Publication of KR20150063503A publication Critical patent/KR20150063503A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101735054B1 publication Critical patent/KR101735054B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/06—Making preforms by moulding the material
    • B29B11/12—Compression moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/0011—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor thin-walled moulds
    • B29C33/0016—Lost moulds, e.g. staying on the moulded object
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/02—Combined thermoforming and manufacture of the preform
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/08—Deep drawing or matched-mould forming, i.e. using mechanical means only
    • B29C51/082—Deep drawing or matched-mould forming, i.e. using mechanical means only by shaping between complementary mould parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/14—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor using multilayered preforms or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/16—Lining or labelling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/26—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C51/28—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for applying pressure through the wall of an inflated bag or diaphragm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/26—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C51/30—Moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/26—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C51/42—Heating or cooling
    • B29C51/421—Heating or cooling of preforms, specially adapted for thermoforming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/56—Tensioning reinforcements before or during shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0822—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using IR radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/306—Exchangeable mould parts, e.g. cassette moulds, mould inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0001—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular acoustical properties
    • B29K2995/0002—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular acoustical properties insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0012—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular thermal properties
    • B29K2995/0015—Insulating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

프리폼을 제조하는 방법에 있어서, 부형면과 상기 부형면의 적어도 일부를 구성하는 분리 가능부를 갖는 프리폼 형과, 시트 형상의 프리프레그를 준비하고, 상기 프리폼 형을 이용하여 상기 프리프레그를 부형한 후, 상기 프리폼 형으로부터 상기 분리 가능부와 함께 프리폼을 분리하는 공정을 갖는다.

Description

프리폼의 제조 방법 및 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING PREFORM AND METHOD FOR MANUFACTURING FIBER-REINFORCED RESIN MOLDED ARTICLE}
본 발명은 시트 형상의 프리프레그(pre-preg)를 소정 형상으로 부형(賦形)하여 얻어지는 프리폼(preform)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기의 제조 방법으로 얻어진 프리폼으로부터 섬유 강화 수지 성형품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본원은 2012년 10월 30일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제 2012-238471 호에 근거하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래에, 예를 들면 강화 섬유에 미경화의 열경화성 수지를 함침시켜서 형성되는 시트 형상의 프리프레그를 성형 형 내에서 가열, 가압함으로써, 섬유 강화 수지 성형품을 제조하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
상기 섬유 강화 수지 성형품이 곡면을 포함하는 3차원 형상을 갖는 경우에는, 소망의 섬유 강화 수지 성형품을 얻는 본 성형의 전에, 시트 형상의 프리프레그를 최종 성형품의 형상을 고려한 소정 형상으로 부형하여, 프리폼을 제조하는 기술도 알려져 있다.
소망의 프리폼을 얻는 방법으로서, 이하와 같은 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
(ⅰ) 복수매 적층한 프리프레그를 적외선 히터로 가열한다.
(ⅱ) 가열된 프리프레그를 수형 및 암형의 프리폼 형(pre-form mold)에서 사이에 두는 것에 의해 프리프레그를 절곡한다.
(ⅲ) 프리폼 형에 공기를 불어넣어 프리프레그를 냉각한다.
(ⅳ) 프리폼 형을 개방하여, 절곡된 형상이 보지되도록 프리프레그를 취출한다.
또한, 볼록 형상을 가진 프리폼 형에 소정 온도까지 가열한 프리프레그를 배치하고, 고무막으로 가압하면서 프리프레그를 부형하는 방법도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
또한, 주름의 발생을 억제하기 위해서, 패턴 커트 시트의 외주의 일부에 연장 부분을 마련한 프리프레그를 복수매 적층하고, 프리폼 성형기에 설치한 장력 부여 수단에 의해 장력을 부여하면서 부형하며, 부형 후에 그 연장 부분을 절제하여 소망의 프리폼을 얻는 방법도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조).
국제 공개 팜플랫 제 WO 2004/018186 호 일본 특허 공개 제 2009-83128 호 공보 일본 특허 공개 제 2006-7492 호 공보 일본 특허 공개 제 2011-110899 호 공보
그렇지만, 턱이 강한 프리프레그 또는 점도가 낮은 수지를 매트릭스로 하는 프리프레그를 부형한 프리폼을, 프리폼 형으로부터 형상이 보지되도록 취출하기 위해서는, 프리폼 형을 냉각함으로써, 프리폼을 냉각하거나, 프리폼 형 위의 프리폼에 장시간 공기를 불어넣는 등을 하여 충분히 프리폼을 냉각할 필요가 있었다. 프리폼을 냉각하는데 필요로 하는 시간이 길면, 그만큼 프리폼의 제조에 시간이 걸려, 효율이 크게 저하된다. 또한, 부형 후의 프리프레그의 냉각이 불충분한 상태에서 프리폼을 프리폼 형으로부터 분리하려고 하면, 프리폼의 형상을 크게 흩뜨려 버린다. 따라서, 프리폼의 형상 정밀도가 크게 저하되는 문제가 있었다.
또한, 장력을 부여하면서 부형한 복잡한 형상의 프리폼의 경우에는, 부형 후의 프리프레그의 연장 부분을 소정의 형상대로 절제하는데 시간이 걸리고, 프리폼의 치수 정밀도가 저하된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 형상 및 치수 정밀도가 양호한 프리폼을 뛰어난 효율로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 상기의 방법으로 제조된 프리폼을 이용하여 강도, 외관, 및 양산시의 반복 안정성이 뛰어난 섬유 강화 수지 성형품을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 태양에 관한 프리폼의 제조 방법은, 부형면과 상기 부형면의 적어도 일부를 구성하는 분리 가능부를 갖는 프리폼 형과, 시트 형상의 프리프레그를 준비하고, 상기 프리폼 형을 이용하여 상기 프리프레그를 부형한 후, 상기 프리폼 형으로부터 상기 분리 가능부와 함께 프리폼을 분리한다.
상기 프리폼 형은 한쌍의 형으로 이루어져도 좋다.
상기 한쌍의 형 중 한쪽만이 상기 분리 가능부를 구비해도 좋다.
상기 한쌍의 형의 각각이 그 부형면의 적어도 일부에 분리 가능부를 구비해도 좋다.
상기 분리 가능부로서, 상기 분리 가능부를 제외한 상기 프리폼 형의 재질과 상이한 재질을 이용하여도 좋다.
상기 분리 가능부의 재질로서, 금속 또는 수지 조성물을 이용하여도 좋다.
상기 분리 가능부의 재질로서, 열경화성 수지 조성물을 이용한 섬유 강화 복합 재료를 이용하여도 좋다.
상기 분리 가능부의 두께가 0.5㎜ 내지 10.0㎜이어도 좋다.
본 발명의 제 2 태양에 관한 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법은, 상기 제 1 태양에 관한 프리폼의 제조 방법에 의해서 상기 분리 가능부에 고정된 상기 프리폼을 얻고, 상기 분리 가능부에 고정된 상기 프리폼을 냉각한 후에, 상기 분리 가능부와 상기 프리폼을 분리하고, 압축 성형 장치에 의해서 상기 프리폼을 성형한다.
본 발명의 제 3 태양에 관한 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법은, 상기 제 1 태양에 관한 프리폼의 제조 방법에 의해서 상기 분리 가능부에 고정된 상기 프리폼을 얻고, 압축 성형 장치에 의해서 상기 분리 가능부와 상기 프리폼을 일체 성형한다.
본 발명의 제 2 태양과 제 3 태양에 관한 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법은, 상기 분리 가능부의 외연부를 따라서, 상기 프리폼을 절단하는 공정을 추가로 구비해도 좋다.
상기 본 발명의 제 1 태양에 관한 프리폼의 제조 방법에서는, 프리폼 형으로부터 프리폼을 분리할 때에, 분리 가능부와 함께 프리폼을 취출할 수 있으므로, 프리폼의 형상 및 치수 정밀도를 양호하게 할 수 있으며, 또한 프리폼을 취출하기 전에 프리폼을 냉각하는 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 프리폼을 효율적으로 제작할 수 있다. 또한, 상기 본 발명의 태양에 관한 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법에서는, 상기 제 1 태양에 관한 프리폼의 제조 방법을 이용하여 얻어진 프리폼으로부터 강도, 외관, 및 양산시의 반복 안정성이 뛰어난 섬유 강화 수지 성형품을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 관한 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 11은 종래의 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 12는 종래의 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
도 13은 종래의 프리폼 제조 방법의 일 공정을 도시하는 도면이다.
본 발명의 프리폼의 제조 방법에 있어서의 제 1 실시형태 예에 대해 설명한다.
본 발명의 제 1 실시형태에 관한, 프리폼 형을 이용하여 시트 형상의 프리프레그로부터 프리폼을 제조하는 방법은, 부형면과 부형면의 적어도 일부를 구성하는 분리 가능부를 갖는 프리폼 형을 이용하여, 상기 프리프레그를 부형한 후, 상기 분리 가능부와 함께 프리폼을 분리하는 공정을 갖는다.
(프리프레그의 배치)
도 1에 도시하는 바와 같이, 프리폼 형의 부형면의 적어도 일부에 분리 가능부(30)를 갖는 프리폼 형의 하형 위에, 프리프레그(40)를 배치한다. 또한, 도 1에서는 암형(10)이 분리 가능부(30)를 구비하지만, 이것에 한정되지 않으며, 수형(20)이 분리 가능부(30)를 구비하여도 좋고, 또한 암형(10) 및 수형(20)의 양쪽이 각각 분리 가능부(30)를 구비하여도 좋다.
또한, 암형(10)에 마련된 분리 가능부(30)를 이용하면, 부형 공정 후에 분리 가능부(30)를 암형(10)으로부터 분리하기 쉽기 때문에 바람직하며, 또한 예를 들면 부형된 프리프레그(40)의 연장 부분의 절단 공정에 있어서(후술함), 연장 부분을 절단하기 쉬워 바람직하다.
(프리폼 형)
본 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 이용할 수 있는 프리폼 형은, 그 부형면(프리프레그와의 접촉면)에 분리 가능부(30)를 갖지 않는 부분에서는, 프리폼의 소정 형상에 대응하는 형상을 갖고 있다. 또한, 프리폼 형은, 분리 가능부(30)를 갖는 부분에서는, 분리 가능부(30)의 외면이 부형 후에 얻고 싶은 프리폼의 형상에 대응하는 형상을 갖고 있다. 즉, 본 발명의 실시형태에 관한 프리폼 형은, 프리폼 형에서 프리폼을 사이에 두고 압력을 가했을 때에 프리프레그(40)가 분리 가능부(30)의 외면을 포함하는 프리폼 형의 부형면과 접촉함으로써 소망의 형상으로 부형할 수 있으면 된다.
도 1에서는, 프리폼 형으로서 한쌍의 형이 이용되며, 상형에 암형(10), 하형에 수형(20)을 이용하고 있지만, 이것으로 한정되지 않으며, 암형(10)과 수형(20)의 배치가 반대로 되어 있어도 된다. 또한, 암형(10)과 수형(20) 중 어느 한쪽이 고정형이며, 또 다른 한쪽이 가동형이어도 되고, 양쪽 모두 가동형이어도 된다.
본 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 이용할 수 있는 프리폼 형의 재질은 금속, 케미컬 우드 등 프리프레그를 프리폼에 부형시킬 수 있으면 특별히 제한은 없지만, 재료가 염가이고 가공이 용이하므로 케미컬 우드인 것이 바람직하다.
(프리폼 형의 분리 가능부)
본 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 이용할 수 있는 분리 가능부(30)는, 부형된 프리프레그(40)의 형상을 흩뜨리는 일이 없이, 용이하게 형 개방이 가능하며, 또한 부형된 프리프레그(40)와 함께 프리폼 형 본체로부터 용이하게 분리하는 것(탈형)이 가능하다. 분리 가능부(30)의 형상은 프리프레그(40)와 접하는 표면이 부형 후에 얻고 싶은 프리프레그(40)의 형상에 대응하고 있으면 된다.
분리 가능부(30)를 갖는 프리폼 형의 부형면의 적어도 일부는 분리 가능부(30)의 부형면이다. 프리폼의 치수 정밀도를 높게 유지하고, 분리 가능부(30)와 함께 프리폼을 분리하기 위해서는, 분리 가능부(30)는 프리폼의 외연 부분과 프리폼과의 굽힘 부분에 대응하여 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 프리폼의 한쪽의 면에 배치되는 분리 가능부(30)는 서로 연속해서 일체인 것이 바람직하다. 프리폼의 한쪽의 면에 대응하는 분리 가능부(30)가 프리폼의 해당 한쪽의 면을 완전히 덮는 것이 더욱 바람직하다.
분리 가능부(30)의 외연 형상을 프리폼의 외연 형상과 일치시키는 것은, 부형한 프리프레그의 돌출 부분을 분리 가능부(30)의 외연 부분을 따라서 절제하여 복잡한 형상의 프리폼을 정밀도 양호하게 얻을 수 있으므로 바람직하다.
또한, 상기 프리폼 형으로서, 한쌍의 형으로 구성되는 프리폼 형을 이용하는 경우, 프리폼 형의 분리 가능부(30)는 형 개방을 용이하게 할 수 있어서, 프리프레그(40)의 형상을 보지시키는 관점에서 한쌍의 형 중 적어도 어느 한쪽에 구비되어 있으면 된다. 또한, 한쌍의 형의 양쪽이 분리 가능부(30)를 구비하고 있으면, 한쌍의 형으로 구성되는 프리폼 형으로부터의 탈형을 보다 용이하게 실행할 수 있다.
프리폼 형의 분리 가능부(30)의 재질로서는, 프리프레그(40)를 프리폼의 형상으로 부형하는 온도로 변형되지 않는 금속, 또한 열경화성 수지 조성물 혹은 열가소성 수지 조성물 등의 수지 조성물을 사용할 수 있다. 비강도(specific strength)·비강성(specific stiffness)이 높고, 보다 대형의 프리폼의 제조에 대응할 수 있으며 제조가 용이하므로, 분리 가능부(30)의 재질이 열경화성 수지 조성물을 이용한 섬유 강화 복합 재료인 것이 보다 바람직하다.
상기 섬유 강화 복합 재료로 이루어지는 분리 가능부를 제조하는 방법으로서는, 강화 섬유가 일 방향으로 정렬된 UD 프리프레그(일 방향 프리프레그) 혹은 강화 섬유가 제직된 직물 프리프레그를 소정의 형상으로 부형하여 경화하는 방법, 또는 강화 섬유의 각종 직물, 매트, 혹은 논-크림프 패브릭(non-crimp fabric) 등을 소정의 형상으로 부형한 후에 수지 조성물을 함침하여 경화시키는 방법 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되지 않는다. 소망의 형상에 맞추어 분리 가능부의 제조 방법을 적절히 선택하면 된다.
상기 섬유 강화 복합 재료에 이용할 수 있는 강화 섬유로서는, 예를 들면 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 고강도 폴리에스테르 섬유, 보론 섬유, 알루미나 섬유, 질화 규소 섬유, 및 나일론 섬유 등을 들 수 있지만, 물성 및 비용의 관점에서 유리 섬유가 바람직하다.
상기 섬유 강화 복합 재료에 이용할 수 있는 열경화성 수지로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 비닐에스테르 수지, 페놀 수지, 및 벤조옥사진 수지 등을 들 수 있지만, 물성 및 비용의 관점에서 불포화 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 열경화성 수지 중에는, 경화제, 이형제, 탈포제, 자외선 흡수제, 및 충전재 등의 각종 첨가제 등이 포함되어도 좋다.
프리폼 형의 분리 가능부(30)의 두께로서는 0.5㎜ 내지 10.0㎜인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.0㎜ 내지 5.0㎜이다. 분리 가능부의 두께가 0.5㎜ 미만이면, 너무 얇아서 프리폼의 형상을 보지하는 것이 곤란해질 가능성이 있으며, 10.0㎜를 초과하면, 특히 대형 형상을 부형할 때 등, 분리 가능부(30)가 무거워져, 취급이 곤란해진다고 생각된다.
(프리프레그)
본 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 이용할 수 있는 프리프레그(40)의 크기는 얻으려고 하는 프리폼보다 크면 되고, 분리 가능부(30)보다 커도 작아도 상관없다.
프리프레그(40)의 재질은 강화 섬유가 일 방향으로 정렬된 UD 프리프레그이어도 되고, 강화 섬유가 제직된 직물 프리프레그이어도 된다.
프리프레그(40)의 형상은 얻으려고 하는 프리폼의 형상을 따라 적절히 선택하여, 절출(패턴 커트)하면 된다.
본 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 이용할 수 있는 프리프레그(40)에 이용할 수 있는 강화 섬유로서는, 예를 들면 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 고강도 폴리에스테르 섬유, 보론 섬유, 알루미나 섬유, 질화 규소 섬유, 및 나일론 섬유 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 비강도 및 비탄성이 뛰어나므로, 탄소 섬유가 바람직하다.
본 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 이용할 수 있는 프리프레그(40)에 이용할 수 있는 열경화성 수지로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 비닐에스테르 수지, 페놀 수지, 및 벤조옥사진 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 경화 후의 강도를 높게 할 수 있으므로, 에폭시 수지가 바람직하다. 또한, 필요에 따라 경화제, 이형제, 탈포제, 자외선 흡수제, 및 충전재 등의 각종 첨가제 등이 포함되어도 된다.
본 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 이용할 수 있는 프리프레그(40)는 1매(1층)의 프리프레그를 복수매 적층한 프리프레그 적층체를 이용할 수도 있다. 적층체에 적층하는 매수로서는 2매 내지 30매인 것이 바람직하다. 프리프레그(40)의 적층 매수가 2매 이상이면, 충분한 강도의 성형품을 얻을 수 있다. 또한, 30매 이하이면, 적층의 비용을 억제할 수 있다. 또한, 적층할 때에는, 각 프리프레그에 포함되는 강화 섬유의 방향을 여러 가지로 조합할 수도 있다(이하, "프리프레그 적층체"도 설명의 편의 상 "프리프레그"라고 한다).
(프리프레그의 예열)
(가열기)
본 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 있어서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 프리프레그를 부형하기 전에 프리프레그(40)를 가열기(50)로 예열하여도 된다.
가열기(50)는 부형 전에 프리프레그(40)를 연화시키기 위해서 가열한다. 가열 방식으로서는, 예를 들면 열풍 방식, 적외선 방식 등을 들 수 있지만, 가열 시간을 단축할 수 있는 점에서 적외선 방식이 바람직하다. 이 가열기(50)는 프리프레그(40)를 가열할 때만 프리프레그(40)의 상부에 위치하며, 그 이외일 때는 프리폼 형의 동작의 방해가 되지 않도록 배치되어 있다.
가열기(50)는 프리프레그(40)를 40℃ 내지 80℃로 예열할 수 있는 것이 바람직하다. 프리프레그(40)의 온도를 40℃ 이상으로 하면, 소정의 형상으로 용이하게 성형할 수 있으며, 80℃ 이하로 하면, 프리폼 제조 시에 프리프레그가 경화되는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다.
(부형)
하형(수형(20))의 위에 배치된 프리프레그(40)를 예열한 후, 도 3에 도시하는 바와 같이, 하형과 상형(암형(10))의 사이를 폐쇄하고, 수형(20)과 암형(10)과의 사이에 프리프레그(40)를 사이에 두고 압력을 가하여, 프리프레그(40)를 프리폼 형의 분리 가능부(30)와 접촉하도록 부형한다. 프리프레그(40)를 부형할 때에 가하는 압력은 0.01㎫ 내지 0.10㎫인 것이 바람직하다. 압력을 0.01㎫ 이상으로 하면, 소정의 프리폼의 형상으로 용이하게 성형할 수 있으며, 0.10㎫ 이하로 하면, 프리폼의 제조 장치를 단순화할 수 있다. 또한, 상기 예열 공정이 필요 없는 경우는, 적절히 예열 공정을 생략하여도 된다.
(프리폼의 분리)
프리프레그(40)를 부형한 후는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 하형과 상형의 사이를 개방하고, 도 5에 도시하는 바와 같이 부형된 프리프레그(40)를 분리 가능부(30)와 함께 프리폼 형으로부터 분리한다. 이와 같이 하여 프리폼 형으로부터 분리한 후에, 분리 가능부(30)에 고정된 프리폼을 냉각할 수도 있다. 이와 같이 하여 분리 가능부와 함께 프리폼을 취출하는 것에 의해, 프리폼의 형태가 분리 가능부에 의해 보지된다. 따라서, 프리폼 형으로부터 분리하기 전에 프리폼을 냉각하는 공정이 불필요해진다. 또한, 분리 가능부를 다수 준비해 두면, 프리폼을 냉각하고 있는 동안에, 다음의 프리폼을 제조할 수 있기 때문에, 제조 공정에 걸리는 시간을 대폭 단축할 수 있다. 또한, 얻어진 프리폼은 소정의 온도로 조정된 금형에 배치되어 압축 성형되며, 섬유 강화 수지 성형품이 얻어진다. 압축 성형에 앞서 프리폼의 외연 부분을 절제할 필요가 있는 경우에는, 분리 가능부(30)의 외연 형상을 외연 부분이 절제된 후의 프리폼의 형상으로 하는 것에 의해서, 분리 가능부(30)의 외연을 따라서 절제하는 것에 의해, 효율적으로 정밀도 양호하게 절제할 수 있다.
본 실시형태를 이용하면, 프리폼을 분리 가능부(30)로부터 분리하고 나서 압축 성형의 금형에 배치되어 압축 성형할 수도 있으며, 또한 프리폼을 분리 가능부(30)에 고정한 채 프리폼을 압축 성형의 금형에 배치한 후에 분리 가능부만을 제거하여 압축 성형할 수도 있다.
또한, 프리폼을 분리 가능부(30)에 고정한 채 프리폼을 압축 성형의 금형에 배치하고, 분리 가능부(30)와 프리폼을 일체 성형함으로써 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수도 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법은, 프리프레그를 부형하는 방법으로서, 부형면의 적어도 일부에 분리 가능부를 갖는 프리폼 형에 소정 온도의 프리프레그를 배치한 후, 프리프레그를 고무막으로 덮고, 진공 흡인을 이용하여 대기압에서 고무막을 프리프레그와 프리폼 형에 가압하고, 고무막과 프리폼 형의 사이에 놓인 프리프레그를 부형하는 방법을 채용한다. 구체적으로는, 예를 들면 프리폼 형에 분리 가능부(30)를 갖는 암형(10)을 이용하고, 그 위에 프리프레그(40)를 배치하고, 필요에 따라서 프리프레그(40)를 가열한 후, 도 6에 도시하는 바와 같이, 고무막(70)으로 프리프레그(40)를 덮고, 고무막(70)과 암형(10)과의 사이의 공간을 진공 흡인하는 것에 의해, 대기압에서 고무막(70)이 암형(10)에 가압되며, 고무막(70)과 암형(10)과의 사이에 배치되는 프리프레그(40)가 부형된다. 부형된 프리프레그(40)는 부형 후의 형상을 흩뜨리는 일이 없이, 분리 가능부(30)에 고정된 상태에서 용이하게 분리할 수 있다.
그 이외에 대해서는 제 1 실시형태와 마찬가지이기 때문에 생략한다.
또한, 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에 대하여 설명한다. 제 1 실시형태 예에서는, 프리폼 형이 프리프레그를 협압만에 의해서 부형한다. 그렇지만 디프 드로잉 형상 등으로 주름의 발생을 억제할 필요가 있을 때는, 패턴 커트한 프리프레그의 외주의 일부에 연장 부분을 마련하고, 그 연장 부분에 프리폼 성형기에 설치한 장력 부여 장치에 의해 장력을 부여하면서, 프리폼 형이 프리프레그를 사이에 두고 압력을 가하는 것에 의해 프리프레그를 부형하여, 주름의 발생을 회피할 수 있다. 그 후, 전술의 연장 부분을 절제하여 소망의 형상의 프리폼을 얻을 수 있다.
이 제 3 실시형태예에서도, 도 7에 도시하는 바와 같이, 프리폼 형 중 적어도 한쪽을 부형면의 적어도 일부에 분리 가능부(30)를 갖는 프리폼 형을 이용하여 하형의 위에, 부분적으로 연장 부분이 마련된 프리프레그(40)를 배치한다. 이 프리프레그(40)의 연장 부분을, 프리폼 성형기에 설치한 장력 부여 장치(60)에 의해 파지한 상태에서, 가열기(50)로 가열하고, 장력 부여 장치(60)에 의해 긴장시킨 상태에서 프리폼 형을 폐쇄하고 프리프레그(40)를 사이에 두고 압력을 가하는 것에 의해 프리프레그(40)를 부형한다. 그 후, 장력 부여 장치(60)가 프리프레그(40)에 부여하는 장력을 해제하고, 프리폼 형을 개방하여, 프리폼 형으로부터 부형된 프리프레그(40)를 분리 가능부(30)에 고정된 상태에서 취출한다. 프리폼과 분리 가능부(30)가 일체인 상태이면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 프리프레그(40)의 연장 부분(41)을 분리 가능부(30)의 외연부를 따라서 절제할 수 있다. 따라서, 프리폼이 복잡한 형상이어도 치수 정밀도가 높은 프리폼을 얻는 것이 가능하다.
그 이외에 대해서는 제 1 실시형태와 마찬가지이기 때문에 생략한다.
또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 프리폼 형의 부형면이 모두 분리 가능부(30)인 경우에는, 어떠한 턱 및 유연함을 갖는 프리프레그에 있어서도, 프리프레그의 냉각 시간을 기다리는 일이 없이 용이하게 형 개방이 가능하다. 또한, 분리 가능부(30)에 고정된 상태에서 프리프레그(40)를 분리할 수 있기 때문에, 부형 완료의 형상을 흩뜨리는 일이 없이, 프리폼 성형 장치로부터 분리하는 것도 용이하다.
이상 설명한 어느 실시형태에 관한 프리폼의 제조 방법에서도, 얻어진 프리폼은, 금형으로 압축 성형을 실행하기 직전까지, 분리 가능부(30)로 형상을 보지하면서 냉각할 수 있다. 이와 같이 충분히 냉각된 프리폼은 분리 가능부(30)로부터 용이하게 분리할 수 있으며, 또한 높은 형상 정밀도를 유지한 채 압축 성형에 이용할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 프리폼의 제조 방법에서는, 프리폼의 형상 및 치수 정밀도를 양호하게 할 수 있으며, 또한 제작 효율이 뛰어나다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
시판의 유리 매트에 불포화 폴리에스테르 수지를 함침하고, 가열 가압하에서 경화해서, 두께가 약 1.5㎜의 분리 가능부를 제작했다.
다른 한편으로, 시판의 케미컬 우드를 절삭 가공하여, 한쌍의 프리폼 형을 제작했다. 이 때 암형의 부형면에 상당하는 면의 형상은, 최종적으로 얻고 싶은 프리폼의 형상으로부터 분리 가능부의 두께분 만큼 크게 절삭하여, 분리 가능부를 설치한 상태에서 소망의 암형이 되도록 설정했다. 그 후, 프리폼 성형기에 도 1에 도시하는 바와 같이 가동형으로서 상형에 분리 가능부(30)가 마련된 암형(10)을 배치하고, 고정형으로서 하형에 수형(20)을 배치했다.
다음에, 탄소 섬유에 에폭시 수지 조성물을 가열 함침한 프리프레그 시트를 프리폼으로 하는데 필요한 형상으로 재단하고, 이 프리프레그 시트를 탄소 섬유의 배향이 서로 직교하는 층이 교대가 되도록 10매 적층하여 프리프레그 적층체를 얻었다(이하, "프리프레그 적층체"도 설명의 편의상 "프리프레그"라고 한다). 얻어진 프리프레그(40)를 수형(20)의 위에 배치했다.
그 후, 도 2에 도시하는 바와 같이, 프리프레그(40)와 암형(10)과의 사이에 적외선 히터(가열기(50))를 배치하여, 프리프레그(40)를 약 60℃가 되도록 가열하여 연화시켰다. 그 후, 가열기(50)를 퇴피시키고, 암형(10)을 하강시켜, 도 3에 도시하는 바와 같이 수형(20)과 암형측의 분리 가능부(30)의 사이에 프리프레그(40)를 협압했다. 그 후, 도 4에 도시하는 바와 같이 암형(10)을 상승시키고, 도 5에 도시하는 바와 같이 수형(20)으로부터 부형 후의 프리프레그(40)(프리폼)를 분리 가능부(30)에 고정된 상태에서 분리했다. 이 때 부형 후의 프리프레그(40)는 분리 가능부(30)와 일체화되어 있기 때문에, 형상을 흩뜨리는 일이 없이, 용이하게 수형(20)으로부터 분리할 수 있었다.
얻어진 부형 후의 프리프레그(40)를 압축 성형 장치로 압축 성형하기 직전까지 분리 가능부(30)와 함께 냉각하고, 그 후 분리 가능부(30)와 부형 후의 프리프레그(40)를 분리했다. 분리는 용이하며, 분리된 부형 후의 프리프레그는 형상 정밀도가 양호한 프리폼이었다.
이 프리폼을 소정의 온도로 조정한 압축 성형용 하형에 배치하고, 이것을 상형으로 끼우고, 가열 가압을 실행함으로써, 섬유 강화 수지 성형품을 얻었다. 얻어진 성형품은 강도, 외관이 뛰어나며, 또한 양산시의 반복 안정성에도 뛰어났다.
(실시예 2)
도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 암형(10) 뿐만 아니라, 수형(20)도 분리 가능부를 갖는 프리폼 형으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 프리폼을 제조했다. 수형(20)의 부형면에 상당하는 면의 형상은, 최종적으로 프리프레그를 부형하려고 하는 형상으로부터, 분리 가능부의 두께분 만큼 작아지도록 절삭했다.
실시예 2에서는, 프리폼의 제조에 있어서 형 개방, 탈형도 용이하게 실행할 수 있다. 분리 가능부(30)로부터 취출된 프리프레그(40)는 형상 정밀도가 양호한 프리폼이었다. 또한, 이 프리폼을 실시예 1과 동일한 방법으로 압축 성형한 바, 얻어진 성형품은 강도, 외관이 뛰어나며, 또한 양산시의 반복 안정성에도 뛰어났다.
(실시예 3)
도 6에 도시하는 바와 같이, 실시예 1에서 사용한 장치와 마찬가지의 분리 가능부(30)를 구비하는 암형(10)의 위에 프리프레그(40)를 배치하고, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 프리프레그(40)를 가열했다. 그 후, 고무막(70)과 암형(10)과의 사이의 공간을 진공 흡인함으로써, 대기압에서 고무막(70)을 프리프레그(40)를 거쳐서 암형(10)에 가압하면서 프리프레그(40)를 부형했다.
부형 후는, 진공을 개방하여 고무막을 제거하고, 분리 가능부(30)와 함께 프리프레그(40)를 분리했다. 분리는 용이하게 실행하는 것이 가능했다. 분리 가능부(30)와 함께 냉각한 후, 분리 가능부(30)로부터 분리한 프리프레그(40)는 형상 정밀도가 양호한 프리폼이었다. 또한, 이 프리폼을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 압축 성형한 바, 얻어진 성형품은 강도, 외관이 뛰어나며, 또한 양산시의 반복 안정성에도 뛰어났다.
(실시예 4)
도 7에 도시하는 바와 같이, 실시예 1에서 사용한 프리프레그의 외주의 일부에 연장 부분을 마련한 프리프레그(40)를 사용한 것, 그 연장 부분에 프리폼 성형기에 설치한 장력 부여 장치(60)에 의해 장력을 부여하면서 프리폼 형에서 프리프레그(40)를 사이에 두고 압력을 가한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 프리프레그(40)를 부형했다. 형 개방하여 부형한 프리프레그(40)를 분리 가능부(30)와 함께 분리하는 작업은 용이하게 실행하는 것이 가능했다. 프리프레그(40)의 연장 부분(41)을 분리 가능부(30)를 따라서 나이프 커트함으로써, 양호한 치수 정밀도로 절제할 수 있었다. 또한, 분리 가능부(30)와 함께 냉각한 후, 분리 가능부(30)로부터 분리된 프리프레그(40)는 형상 정밀도가 양호한 프리폼이었다. 또한, 이 프리폼을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 압축 성형한 바, 얻어진 성형품은 강도, 외관이 뛰어나며, 또한 양산시의 반복 안정성에도 뛰어났다.
(비교예 1)
분리 가능부를 갖지 않는 한쌍의 프리폼 형을 이용한 것, 또한 도 11에 도시하는 바와 같이, 수형(20) 및 암형(10)에서 프리프레그(40)를 사이에 둠으로써 절곡한 후에, 프리폼 형에 공기를 불어넣어 프리프레그(40)를 냉각한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 프리폼을 제조했다. 비교예 1에서는, 장시간 공기를 프리프레그(40)에 불어넣은 후가 아니면, 프리프레그가 프리폼 형에 부착되어, 형 개방을 실행할 수 없었다. 또한, 탈형 시에 프리프레그(40)의 형상이 흩뜨려져, 얻어진 프리폼의 형상 정밀도가 나빴다. 또한, 이 프리폼을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 압축 성형한 바, 얻어진 성형품은 강도, 외관이 뛰어나지 않으며, 또한 양산시의 반복 안정성에도 뒤떨어져 있었다.
(비교예 2)
도 12에 도시하는 바와 같이, 분리 가능부를 갖지 않는 암형을 사용한 것 이외는 실시예 3과 마찬가지의 방법으로 프리폼을 제조했다. 제조 시에 있어서 탈형 시에 프리프레그(40)의 형상이 흩뜨려져 버리고, 얻어진 프리폼의 형상 정밀도가 나빴다. 또한, 이 프리폼을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 압축 성형한 바, 얻어진 성형품은 강도, 외관이 뛰어나지 않으며, 또한 양산시의 반복 안정성에도 뒤떨어져 있었다.
(비교예 3)
도 13에 도시하는 바와 같이, 비교예 1에서 사용한 프리폼 형을 사용한 것 이외는 실시예 4와 마찬가지의 방법으로 프리폼을 제조했다. 장시간 프리프레그에 공기를 불어넣은 후가 아니면 프리프레그가 프리폼 형에 부착되어 형 개방을 실행할 수 없었다. 또한, 부형한 프리프레그(40)를 프리폼 형으로부터 분리할 때에 프리프레그(40)의 형상이 흩뜨려져, 형상 정밀도가 나쁜 프리폼이 얻어졌다. 또한, 이 프리폼의 잉여 부분을 나이프 커트한 바, 나이프의 압압으로 프리폼이 변형되어 소망의 형상대로 절제하지 못하여, 프리폼의 치수 정밀도가 나빴다.
이 프리폼을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 압축 성형한 바, 얻어진 성형품은 강도, 외관이 뛰어나지 않으며, 또한 양산시의 반복 안정성에도 뒤떨어져 있었다.
10 : 암형 20 : 수형
30 : 분리 가능부 40 : 프리프레그
41 : 프리프레그의 연장 부분(잉여 부분)
50 : 가열기 60 : 장력 부여 장치
70 : 고무막

Claims (12)

  1. 프리폼을 제조하는 방법에 있어서,
    부형면과 상기 부형면의 적어도 일부를 구성하는 분리 가능부를 갖는 프리폼 형과, 시트 형상의 프리프레그를 준비하고,
    상기 프리폼 형을 이용하여 상기 프리프레그를 부형한 후, 상기 프리폼 형으로부터 상기 분리 가능부와 함께 프리폼을 분리하는
    프리폼의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리 가능부로서, 상기 분리 가능부를 제외한 상기 프리폼 형의 재질과 상이한 재질을 이용하는
    프리폼의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프리폼 형이 한쌍의 형으로 이루어지는
    프리폼의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 한쌍의 형 중 한쪽만이 상기 분리 가능부를 갖는
    프리폼의 제조 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 한쌍의 형의 각각이 그 부형면의 적어도 일부에 상기 분리 가능부를 갖는
    프리폼의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 가능부의 재질로서 금속 또는 수지 조성물을 이용하는
    프리폼의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분리 가능부의 재질로서, 열경화성 수지 조성물을 이용한 섬유 강화 복합 재료를 이용하는
    프리폼의 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서
    상기 분리 가능부의 두께가 0.5㎜ 내지 10.0㎜인
    프리폼의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 프리폼의 제조 방법에 의해서 상기 분리 가능부에 고정된 상기 프리폼을 얻고,
    상기 분리 가능부에 고정된 상기 프리폼을 냉각한 후에, 상기 분리 가능부와 상기 프리폼을 분리하고,
    압축 성형 장치에 의해서 상기 프리폼을 성형함으로써 섬유 강화 수지 성형품을 얻는
    섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분리 가능부와 상기 프리폼을 분리하기 전에, 상기 분리 가능부의 외연부를 따라서 상기 프리폼을 절단하는 공정을 더 구비하는
    섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 프리폼의 제조 방법에 의해서 상기 분리 가능부에 고정된 상기 프리폼을 얻고,
    압축 성형 장치에 의해서 상기 분리 가능부와 상기 프리폼을 일체 성형함으로써 섬유 강화 수지 성형품을 얻는
    섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법.
  12. 제 12 항에 있어서,
    압축 성형 장치에 의해서 상기 프리폼을 성형하기 전에, 상기 분리 가능부의 외연부를 따라서 상기 프리폼을 절단하는 공정을 더 구비하는
    섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법.
KR1020157011129A 2012-10-30 2013-10-30 프리폼의 제조 방법 및 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법 KR101735054B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012238471 2012-10-30
JPJP-P-2012-238471 2012-10-30
PCT/JP2013/079353 WO2014069503A1 (ja) 2012-10-30 2013-10-30 プリフォームの製造方法及び繊維強化樹脂成形品の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150063503A true KR20150063503A (ko) 2015-06-09
KR101735054B1 KR101735054B1 (ko) 2017-05-15

Family

ID=50627403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157011129A KR101735054B1 (ko) 2012-10-30 2013-10-30 프리폼의 제조 방법 및 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10300632B2 (ko)
EP (1) EP2915645B1 (ko)
JP (1) JP5668874B2 (ko)
KR (1) KR101735054B1 (ko)
CN (1) CN104755240B (ko)
TW (1) TWI520844B (ko)
WO (1) WO2014069503A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102169173B1 (ko) * 2019-09-16 2020-10-22 재단법인 한국탄소융합기술원 프리프레그 프리히팅을 이용한 프리폼 성형방법 및 장치
KR20210063848A (ko) * 2019-11-25 2021-06-02 (주)에스모터스 무진동 차량의 에어 서스펜션 지지용 제트-스프링 및 그 제조방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014114186A1 (de) * 2014-09-30 2016-03-31 Sig Technology Ag Verfahren und Vorrichtung zum Laminieren eines profilierten Faserformteils
JP6380121B2 (ja) * 2015-01-21 2018-08-29 トヨタ紡織株式会社 樹脂成形体の製造方法、及び樹脂積層体の製造方法
DE102015002106A1 (de) * 2015-02-23 2016-08-25 Basf Se Prozessanordnung sowie Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils
US20170021596A1 (en) * 2015-05-05 2017-01-26 Sunrez Corp. Fiber Reinforced Core
WO2017007012A1 (ja) 2015-07-08 2017-01-12 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料の製造方法、及び繊維強化複合材料
WO2017061046A1 (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 株式会社Ihi 繊維強化複合部材の成形装置
JP6721042B2 (ja) * 2017-03-31 2020-07-08 三菱ケミカル株式会社 プリプレグシート、その製造方法、表皮材付き単位層、繊維強化複合材料成形品の製造方法、及び繊維強化複合材料成形品
US11045980B2 (en) 2017-04-10 2021-06-29 Nissan Motor Co., Ltd. Method for molding composite materials
JP6230083B1 (ja) * 2017-04-14 2017-11-15 株式会社Ｔｈｅ ＭＯＴ Ｃｏｍｐａｎｙ 繊維強化樹脂成形品の製造方法及び脱型方法
JP6303053B1 (ja) * 2017-07-26 2018-03-28 株式会社Ｔｈｅ ＭＯＴ Ｃｏｍｐａｎｙ 金属−繊維強化樹脂複合成型体の製造方法
EP3758922B1 (en) * 2018-02-27 2024-05-15 Eovidar AB Process for manufacturing composite fiber products
TWI756696B (zh) * 2018-03-28 2022-03-01 日商三菱化學股份有限公司 纖維強化複合材料的成形裝置及纖維強化複合材料成形品的製造方法
JP6484378B1 (ja) * 2018-09-21 2019-03-13 太平洋工業株式会社 樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法
CN114761207A (zh) * 2019-12-03 2022-07-15 三菱瓦斯化学株式会社 纤维增强树脂物的制造方法
CN111037086B (zh) * 2019-12-19 2020-11-10 中国航空制造技术研究院 包套组坯密封装置及密封方法、包套成型设备及加工方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3193437A (en) * 1961-07-19 1965-07-06 Freeman Chemical Corp Laminated articles containing sheets of flexible foamed plastics and method for makin the same
US4454005A (en) * 1975-04-10 1984-06-12 The Regents Of The University Of California Method of increasing interfiber bonding among fibers of lignocellulosic material, and resultant product
US5204042A (en) * 1990-08-03 1993-04-20 Northrop Corporation Method of making composite laminate parts combining resin transfer molding and a trapped expansion member
JP3019527B2 (ja) * 1991-09-19 2000-03-13 住友化学工業株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂成形品およびその成形方法
JPH0661854B2 (ja) * 1991-10-21 1994-08-17 福井漁網株式会社 型閉じに基づく縁のない成形物の成形方法
US8105690B2 (en) * 1998-03-03 2012-01-31 Ppg Industries Ohio, Inc Fiber product coated with particles to adjust the friction of the coating and the interfilament bonding
US6268047B1 (en) * 1999-01-22 2001-07-31 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass fiber mats, laminates reinforced with the same and methods for making the same
CA2367731C (en) * 1999-03-18 2008-11-18 David H. Stewart A method and machine for manufacturing molded structures using zoned pressure molding
JP2001071341A (ja) * 1999-09-06 2001-03-21 Ferro Enamels Japan Ltd 熱硬化性樹脂成形方法および成形品
EP1197309B1 (de) * 2000-10-04 2004-04-07 Alcan Technology & Management AG Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Faserverbundkunststoffen
JP2004002789A (ja) 2002-04-03 2004-01-08 Sekisui Chem Co Ltd 離型フィルム、積層離型フィルム及び基板の製造方法
CA2495748C (en) 2002-08-20 2008-07-29 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Method of producing molded article of fiber-reinforced composite material and the molded article
JP2006007492A (ja) 2004-06-23 2006-01-12 Toyota Motor Corp Ｆｒｐ製プリフォームの製造方法
JP2006257399A (ja) 2005-02-21 2006-09-28 Kureha Corp 離型フィルム、積層離型フィルム及びそれらの製造方法
JP5017976B2 (ja) * 2005-09-27 2012-09-05 東レ株式会社 繊維強化樹脂部材の製造方法および製造装置
JP2009083128A (ja) 2007-09-27 2009-04-23 Mitsubishi Rayon Co Ltd プリフォームの製造方法
CA2740201A1 (en) 2008-10-10 2010-04-15 Eirecomposites Teoranta A heated mould for moulding polymeric composites
EP2489498B1 (en) * 2009-10-16 2018-08-08 Toray Industries, Inc. Method and device for manufacturing beam member
JP5556147B2 (ja) 2009-11-30 2014-07-23 三菱レイヨン株式会社 プリフォームの製造装置及び製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102169173B1 (ko) * 2019-09-16 2020-10-22 재단법인 한국탄소융합기술원 프리프레그 프리히팅을 이용한 프리폼 성형방법 및 장치
KR20210063848A (ko) * 2019-11-25 2021-06-02 (주)에스모터스 무진동 차량의 에어 서스펜션 지지용 제트-스프링 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP5668874B2 (ja) 2015-02-12
EP2915645A4 (en) 2015-11-25
EP2915645B1 (en) 2017-02-01
TWI520844B (zh) 2016-02-11
JPWO2014069503A1 (ja) 2016-09-08
US10300632B2 (en) 2019-05-28
TW201431689A (zh) 2014-08-16
KR101735054B1 (ko) 2017-05-15
US20150283730A1 (en) 2015-10-08
WO2014069503A1 (ja) 2014-05-08
CN104755240B (zh) 2017-04-05
EP2915645A1 (en) 2015-09-09
CN104755240A (zh) 2015-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101735054B1 (ko) 프리폼의 제조 방법 및 섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법
JP6222370B2 (ja) 繊維強化複合材料の製造方法
JP5757338B2 (ja) 繊維強化複合材料成形品の製造方法
JP6048730B2 (ja) プリフォームの製造方法
CN111886119A (zh) 纤维增强树脂的制造方法
JP5909062B2 (ja) 賦形成形方法
KR101447136B1 (ko) 섬유 강화 복합재의 성형방법
JP5568388B2 (ja) 外観の良い繊維強化樹脂成形品
JP5712038B2 (ja) 賦形成形方法
JP5809484B2 (ja) 賦形成形方法
JP5545974B2 (ja) 賦形成形方法
JP5762694B2 (ja) 賦形成形方法及び繊維強化樹脂成形品
JP2017148973A (ja) 繊維強化複合材料成形品の製造方法
JP2009148931A (ja) プリフォームの製造装置および製造方法
JP6026860B2 (ja) 賦形成形方法
JP5603149B2 (ja) 繊維強化樹脂成形品及び賦形成形方法
JP2012111101A (ja) 賦形成形方法及び繊維強化樹脂成形品
JP2014184725A (ja) 賦形成形方法
JP2009012297A (ja) Ｆｒｐ成形品の樹脂トランスファー成形法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant