WO2012172982A1 - 繊維強化プラスチックの製造方法 - Google Patents

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WO2012172982A1
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mold
reinforced plastic
cavity
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舘山勝
橋本貴史
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東レ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a fiber reinforced plastic, and more particularly to a method for producing a fiber reinforced plastic capable of easily and inexpensively molding a fiber reinforced plastic having a high mechanical property even in a complicated shape.
  • Fiber reinforced plastic made of reinforced fiber and matrix resin also called FRP [Fiber Reinforced Plastic]
  • CFRP Carbon Fiber Reinforced Plastic
  • CFRP Carbon Fiber Reinforced Plastic
  • thermosetting resin when used as a matrix resin, since the viscosity of the thermosetting resin before curing is low, the reinforcing fiber base material is impregnated in the mold. It can be cured.
  • This method has the advantage that an expensive autoclave is not required and the molding time is relatively short.
  • thermoplastic resin having better moldability as the matrix resin, particularly in order to deal with mass-produced products.
  • the thermoplastic resin generally has a high viscosity at the time of melting compared to the thermosetting resin, and thus it is often difficult to impregnate the reinforcing fiber base with the molten resin in a short time, It has been difficult to produce FRP with high productivity by a molding method in which a reinforcing fiber base material is impregnated in a mold.
  • the reinforcing fiber base material is formed into a nonwoven fabric using discontinuous reinforcing fibers, and the base material It is conceivable to increase the porosity to facilitate impregnation with a high viscosity resin. However, it is not easy to impregnate the thermoplastic resin even with such a high fiber-reinforced base material, and the state in which the matrix resin is once formed into a sheet shape such as a nonwoven fabric and laminated with the reinforcing fiber base material. Only a method of applying pressure while heating is known (for example, Patent Documents 1 and 2). Even if such a reinforcing fiber base material with a high porosity is placed in an injection mold and a thermoplastic resin is injected, only CFRP with a very low fiber content or a large number of voids can be obtained. It was.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing a fiber reinforced plastic that can easily and inexpensively form a fiber reinforced plastic having high mechanical properties even in a complicated shape.
  • a method for producing a fiber-reinforced plastic includes disposing a compressible reinforcing fiber substrate made of discontinuous reinforcing fibers in a cavity of a mold and melting the cavity in the cavity.
  • the mold is configured as a mold whose cavity volume is variable, and the molten thermoplastic resin is injected. Then, the method comprises compressing the reinforcing fiber base impregnated with or impregnated with a thermoplastic resin in the cavity by reducing the cavity volume of the mold.
  • the reinforcing fiber base is formed of discontinuous reinforcing fibers, and therefore has a higher porosity and viscosity than a dense woven base. It is formed on a substrate that is relatively easily impregnated with a high melt thermoplastic resin. Therefore, when only this reinforcing fiber base material is seen, it has a good resin impregnation property, and an excellent moldability is expressed from this surface. However, simply impregnating the reinforcing fiber substrate with a high-viscosity thermoplastic resin decreases the fiber volume content of the reinforcing fiber, as described above, and when the FRP is molded into a desired high mechanical property.
  • the reinforcing fiber base having such a good resin impregnation property is disposed in the cavity of the mold, for example, before or after the fiber reinforced base is disposed in the mold.
  • the mold After injecting the molten thermoplastic resin into the mold after heating, the mold is configured in a mold whose cavity volume can be changed, and after injecting the molten thermoplastic resin into the mold cavity, Mechanically reduce the cavity volume of the mold. Then, by reducing the cavity volume of the mold, the reinforcing fiber base impregnated with or being impregnated with the thermoplastic resin is compressed in the cavity.
  • the apparent porosity is reduced, the fiber volume content of the molded FRP is increased, and high mechanical properties as FRP are realized.
  • the apparent porosity of the reinforced fiber base material By reducing the apparent porosity of the reinforced fiber base material, voids that were trying to be confined in the base material are pushed out or suppressed to a very low level, ensuring good quality after being molded into FRP.
  • the resin By pressing after the substantial filling, the resin can be rapidly impregnated with a short impregnation distance from the entire surface facing the space of the reinforcing fiber substrate to the substrate having a high porosity.
  • the reinforcing fiber substrate is also compressed by the press, so that the fiber volume content is increased and high mechanical properties as FRP are obtained.
  • the reinforcing fiber base formed from discontinuous reinforcing fibers for example, in the form of non-woven fabric, has excellent formability and can easily cope with complicated molded shapes.
  • Such reinforcing fibers Good moldability is maintained by using a substrate. This good moldability is not hindered at all by the compression in the mold after the reinforcing fiber substrate is placed in the mold. That is, high mechanical properties as FRP and good quality can be easily secured while maintaining good moldability.
  • the cavity volume of the mold can be reduced as follows.
  • the cavity volume of the mold can be reduced by injecting the molten thermoplastic resin into the mold cavity with the mold opened in advance and then clamping the mold.
  • the mold is opened with a resin pressure that injects the molten thermoplastic resin into the cavity, and then the cavity volume is reduced. it can.
  • the base material is easily and sufficiently impregnated with a thermoplastic fiber in the state of a reinforced fiber base material having a high apparent porosity and good resin impregnation property.
  • the reinforcing fiber substrate that is being compressed can be compressed in the cavity, thereby increasing the fiber volume content of the molded FRP and realizing high mechanical properties as FRP.
  • the compressive force when reducing the cavity volume is 10 MPa or more. That is, the reinforcing fiber base impregnated or impregnated with resin in the cavity is compressed, and in order to achieve a sufficiently low apparent porosity (sufficiently high fiber volume content) by compression.
  • the compressive force is preferably 10 MPa or more.
  • the mold capable of changing the cavity volume for example, a mold that can be mold-clamped and opened via an inlay structure or a movable core can be used. That is, in the mold having the inlay structure, the cavity volume can be reduced by operating the molds in the mold open state in the mold clamping direction. In a mold having a movable core, the cavity volume can be reduced by operating the movable core in a specific direction within the cavity.
  • other molds can be used as long as the cavity volume is variable.
  • the molten thermoplastic resin can be injected with the inside of the cavity being decompressed, and the cavity volume may be reduced after the resin injection. Since the gas can be smoothly discharged from the reinforcing fiber base by reducing the pressure, the generation of voids due to the gas can be further suppressed. Further, by injecting the molten thermoplastic resin into the cavity having a reduced pressure, it becomes possible to spread the resin into the cavity more easily and uniformly.
  • the reinforcing fiber substrate has a high porosity as much as possible as its initial characteristics and is easily impregnated with a high-viscosity molten thermoplastic resin.
  • the porosity is kept as low as possible in order to achieve a high fiber volume content.
  • the apparent porosity of the substrate is preferably 70% or more.
  • the apparent porosity of the base material when the reinforcing fiber base material is compressed at 10 MPa is 40% or less.
  • the type of reinforcing fiber of the reinforcing fiber base is not particularly limited, and carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, etc., or a combination of reinforcing fibers having a hybrid configuration can be used.
  • the reinforcing fiber of the reinforcing fiber base is made of carbon fiber.
  • the weight average fiber length of the carbon fiber contained in the reinforcing fiber base is 1 mm or more in order to realize high mechanical properties. Is preferred.
  • the weight average fiber length is too short, the function as the reinforcing fiber is reduced and the effect of improving the mechanical properties is reduced.
  • the weight average fiber length of the carbon fibers contained in the reinforcing fiber substrate is 100 mm or less. If the weight-average fiber length is too long, it becomes close to continuous fibers, and the shapeability of the base material and the moldability of FRP may be reduced.
  • the reinforcing fiber substrate can contain 3 to 50% by weight of a thermoplastic resin.
  • This thermoplastic resin has a main role of an adhesive function for maintaining the form of the reinforcing fiber base, and is different from the matrix resin for FRP molding.
  • the resin type may be the same type as the matrix resin.
  • the reinforcing fiber substrate formed from the discontinuous reinforcing fibers is a non-woven fabric. It is desirable to be formed in the form. Such a desirable form is realizable by the said reinforcement fiber base material being produced by papermaking, or the said reinforcement fiber base material being produced by the card apparatus.
  • the above-mentioned reinforcing fiber base material is randomly oriented with discontinuous reinforcing fibers.
  • the form which consists of a thing is preferable.
  • the reinforcing fiber base is formed by disposing at least a part of discontinuous reinforcing fibers in the specific direction.
  • the form which consists of is preferable.
  • the orientation of at least a part of the discontinuous reinforcing fibers in a specific direction can also be realized by the card device described above.
  • the elastic modulus in the specific direction and the elastic modulus in the direction perpendicular to the specific direction of the fiber-reinforced plastic after molding can be, for example, in the range of 2: 1 to 10: 1.
  • the type of the thermoplastic resin as the matrix resin impregnated in the reinforcing fiber base is not particularly limited, but the molding temperature is preferably 100 ° C. or higher, for example.
  • the molding temperature of the thermoplastic resin is preferably 100 ° C. or higher.
  • thermoplastic resin examples include those selected from the group consisting of polyolefin, polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, polycarbonate, polyetherketone, and polyetherimide.
  • an injection compression molding mold in which gas venting is provided in a cavity portion on the opposite side to the gate filled with the thermoplastic resin can be used as the mold.
  • the gas is appropriately discharged through venting, and also suitable for reducing the mold cavity volume. The gas is discharged to enable smooth compression molding.
  • a base material in which the compressible reinforcing fiber base material is held in a state of being depressurized in the resin film pack. Can be arranged. If the base material in such a form is used, it becomes possible to keep the desirable compressible state of the reinforcing fiber base material during handling, and only when compression is required, it is subjected to the compression. It becomes possible.
  • the reinforcing fibers may be present in a fiber bundle state in the compressible reinforcing fiber base material.
  • the ratio of the fiber bundles in the reinforcing fiber base material is If the amount is too large, the fluidity of the reinforcing fiber-containing resin during compression molding may be impaired. Therefore, in the compressible reinforcing fiber base, for example, a fiber bundle having 50 to 1000 reinforcing fibers can be suppressed to an amount of 80% by weight or less based on the entire compressible reinforcing fiber base. preferable.
  • carbon fibers cut to a weight average fiber length of 50 mm are used as discontinuous reinforcing fibers, and the carbon fibers are supplied to a card device to produce a compressible sheet-like carbon fiber substrate.
  • This base material sheet is arrange
  • the mold is heated to a temperature of 100 ° C. or higher, and a molten polyamide resin, for example, is injected as a thermoplastic resin into the mold cavity.
  • the inside of the mold is compressed by reducing the cavity volume of the mold.
  • FIG. 4 illustrates a schematic configuration in the case where the reinforcing fiber base material is produced by a card device in the present invention.
  • the card device 41 shown in FIG. 4 includes a cylinder roll 42, a take-in roll 43 provided on the upstream side close to the outer peripheral surface thereof, and an outer periphery of the cylinder roll 42 on the downstream side opposite to the take-in roll 43.
  • a doffer roll 44 provided close to the surface, a plurality of worker rolls 45 provided close to the outer peripheral surface of the cylinder roll 42 between the take-in roll 43 and the doffer roll 44, and a worker roll 45
  • the stripper roll 46 is provided in the vicinity of the take-in roll 43, and the feed roll 47 and the belt conveyor 48 are provided in the vicinity of the take-in roll 43.
  • an aggregate of discontinuous carbon fibers 49 cut to a weight average fiber length of 50 mm is supplied.
  • the discontinuous carbon fibers 49 are the outer peripheral surface of the feed roll 47 and then the outer peripheral surface of the take-in roll 43. Is introduced onto the outer peripheral surface of the cylinder roll 42. Until this stage, the discontinuous carbon fibers 29 are in a cotton-like form. A part of the cotton-like carbon fiber introduced on the outer peripheral surface of the cylinder roll 42 is wound around the outer peripheral surface of each worker roll 45, but this carbon fiber is peeled off by each stripper roll 46 and again the cylinder roll 42. It is returned to the outer peripheral surface of.
  • a large number of needles and protrusions are present on the outer peripheral surface of each of the feed roll 47, take-in roll 43, cylinder roll 42, worker roll 45, and stripper roll 46. Is opened into a single fiber shape by the action of the needle, and at the same time, the orientation direction of most carbon fibers is aligned with a specific direction, that is, the rotation direction of the cylinder roll 42.
  • the carbon fiber that has been opened through such a process and whose fiber orientation has been advanced moves onto the outer peripheral surface of the doffer roll 44 as a sheet-like web 50 that is one form of the carbon fiber aggregate. Further, by pulling the web 50 while reducing its width to a predetermined width, a sheet-like base material made of discontinuous carbon fibers is formed.
  • the aggregate of the discontinuous carbon fibers 29 may be composed only of carbon fibers, but the carding is performed by mixing discontinuous organic fibers, particularly fibers made of thermoplastic resin. Can also be done.
  • it is preferable to add thermoplastic resin fibers when carding because the carbon fibers can be prevented from breaking during carding. Since carbon fiber is rigid and brittle, it is difficult to be entangled and easily broken. Therefore, in the carbon fiber aggregate which consists only of carbon fiber, there exists a problem that a carbon fiber is easy to cut during carding, or a carbon fiber tends to drop out.
  • thermoplastic resin fibers that are flexible, difficult to break, and easily entangled, it is possible to form a carbon fiber aggregate in which the carbon fibers are hardly cut and the carbon fibers are not easily dropped. It is also preferable to perform carding by mixing such thermoplastic resin fibers, and after the carding, at least a part of the thermoplastic resin fibers is melted and then pressed. That is, a state in which a moderately small amount of thermoplastic resin fiber is mixed and the carbon fiber is subjected to a predetermined carding treatment, for example, a carding treatment so that a part of the carbon fibers are oriented in a specific direction.
  • a predetermined carding treatment for example, a carding treatment so that a part of the carbon fibers are oriented in a specific direction.
  • the thermoplastic resin fiber serves as a binder for maintaining the form of the predetermined sheet-like base material, and is retained by applying a press in that state. It is also preferable that the formed shape is appropriately fixed through thermoplastic resin fibers.
  • the carbon fiber content in the carbon fiber aggregate is preferably 50 to 95% by mass, more preferably 70 to 95% by mass. is there. If the proportion of carbon fiber is low, it will be difficult to obtain high mechanical properties when carbon fiber reinforced plastic is used, and conversely if the proportion of thermoplastic resin fiber is too low, the above-mentioned carbon fiber aggregate will contain thermoplastic resin fibers. The role of the thermoplastic resin fiber when mixing is not expected or becomes smaller.
  • thermoplastic resin fibers in order to further enhance the entanglement effect by the above-described thermoplastic resin fibers, it is preferable to crimp the thermoplastic resin fibers.
  • the degree of crimping is not particularly limited, but in general, thermoplastic resin fibers having a number of crimps of about 5 to 25 crests / 25 mm and a crimping ratio of about 3 to 30% can be used.
  • the material for the thermoplastic resin fiber is not particularly limited, and can be appropriately selected as long as the mechanical properties of the carbon fiber reinforced plastic are not greatly deteriorated.
  • polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyamide resins such as nylon 6 and nylon 6,6, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyether ketone, polyether sulfone, aromatic polyamide, etc.
  • a fiber obtained by spinning a resin of the above can be used.
  • the material of the thermoplastic resin fiber is preferably selected as appropriate in combination with a matrix resin of carbon fiber reinforced plastic.
  • a thermoplastic resin fiber using the same resin as the matrix resin, a resin compatible with the matrix resin, or a resin having high adhesiveness with the matrix resin is preferable because it does not deteriorate the mechanical properties of the carbon fiber reinforced plastic.
  • thermoplastic resin fiber is mixed with carbon fiber to perform carding as described above, and after carding, at least a part of the thermoplastic resin fiber is melted and then pressed.
  • a normal press machine that presses between flat plates or a calender roll that presses between a pair of rolls can be used.
  • thermoplastic resin fibers are mixed in the carbon fiber aggregate and have a binder function for maintaining the sheet-like substrate form.
  • the properties of the substrate itself in particular, the apparent porosity of the substrate when compressed at 2 MPa as described above or the substrate when compressed at 10 MPa. It is possible to control the apparent porosity of the desired properties.
  • the compressible base material is placed in a mold, and the mold is placed at, for example, 100 ° C. or more before or after the base material is placed.
  • High mechanical properties can be achieved even for complex molded shapes by heating to a temperature of, and injecting molten thermoplastic resin into the mold by injection or the like, and compressing the inside of the mold with or after injection. It is possible to easily and inexpensively manufacture the fiber-reinforced plastic having the same.
  • FIG. 1 shows each step in the method for producing a fiber-reinforced plastic according to one embodiment of the present invention.
  • a mold 1 is used in which molds 2 and 3 arranged opposite each other have an inlay structure 4, and inside the cavity 5 of the mold 1 in the mold open state, as described above.
  • the produced reinforcing fiber base 6 having a relatively low apparent porosity is disposed.
  • the molten thermoplastic resin 7 is injected and supplied through the one mold 2 into the cavity 5 by injection.
  • FIG. 1C the molds 2 and 3 are accurately clamped via the inlay structure 4, and the volume of the cavity 5 is reduced.
  • the inside of the cavity 5 of the mold 1 is compressed, and the reinforcing fiber base 6 impregnated with or being impregnated with the thermoplastic resin 7 is also compressed.
  • an excellent resin-impregnated state in which voids are suppressed is obtained, a high fiber volume content is achieved, and a fiber-reinforced plastic 8 having high mechanical properties is obtained.
  • FIG. 2 shows each step in the method for producing a fiber-reinforced plastic according to another embodiment of the present invention.
  • a mold 1 having an inlay structure 4 in which molds 2 and 3 are arranged opposite to each other, similar to the above-described embodiment, is used, and a reinforced fiber base material in the cavity 5 thereof. 11 is placed and clamped first. At this time, the base material 11 is not greatly compressed.
  • the molten thermoplastic resin 7 is injected and supplied through the one mold 2 into the cavity 5 by injection, and the resin pressure at the time of injection is changed to the mold.
  • the two and three are slightly opened with high accuracy through the spigot structure 4.
  • the molten thermoplastic resin 7 filled in the cavity 5 begins to be impregnated into the reinforcing fiber base 11 having a relatively large porosity. Then, as shown in FIG. 2C, the molds 2 and 3 are accurately clamped via the inlay structure 4, and the volume of the cavity 5 is reduced. By reducing the cavity volume at this stage, the inside of the cavity 5 of the mold 1 is compressed, and the reinforcing fiber substrate 11 impregnated with or being impregnated with the thermoplastic resin 7 is also compressed. Through this compression, an excellent resin-impregnated state in which voids are suppressed is obtained, a high fiber volume content is achieved, and a fiber-reinforced plastic 12 having high mechanical properties is obtained.
  • FIG. 3 shows each step in the method for manufacturing a fiber-reinforced plastic according to still another embodiment of the present invention.
  • a mold 21 is used that forms a cavity 24 between molds 22 and 23 that are arranged to face each other.
  • a movable core 25 movable within the cavity 24 is provided in the cavity 24, and the movable core 25 is driven by a driving means 26 (for example, a driving means comprising a ball screw) provided in one mold 23.
  • the cavity 24 can be forcibly moved in both directions.
  • the reinforcing fiber base 27 having a relatively low apparent porosity produced as described above is disposed.
  • the valve 28 provided in the other mold 22 is opened, and the inside of the cavity 24 is decompressed by suction (arrow) through the suction path 29. At this time, the cavity 24 is sealed from the outside by a sealing material 30 disposed between the molds 22 and 23.
  • the molten thermoplastic resin 31 is injected and supplied through the one mold 22 into the cavity 24 by injection. At this time, the valve 28 is closed and the clogging of the suction passage 29 is avoided.
  • the molten thermoplastic resin 31 filled in the cavity 24 begins to impregnate the reinforcing fiber base 27 having a relatively large porosity. As shown in FIG.
  • the movable core 25 is forcibly moved in the cavity 24 by the driving means 26, and the volume of the cavity 24 is reduced.
  • the reinforcing fiber base material 27 impregnated with or being impregnated with the thermoplastic resin 31 is also compressed. Through this compression, an excellent resin-impregnated state in which voids are suppressed is obtained, a high fiber volume content is achieved, and a fiber-reinforced plastic 32 having high mechanical properties is obtained.
  • the method according to the present invention is basically applicable to the production of any fiber reinforced plastic using a thermoplastic resin as a matrix resin.

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Abstract

　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、金型をそのキャビティ容積を可変可能な金型に構成し、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。この方法により、複雑な形状であっても高い機械特性を有する繊維強化プラスチックを容易にかつ安価に成形できる。

Description

繊維強化プラスチックの製造方法
　本発明は、繊維強化プラスチックの製造方法に関し、とくに、複雑な形状であっても高い機械特性を有する繊維強化プラスチックを容易にかつ安価に成形可能な繊維強化プラスチックの製造方法に関する。
　強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック（ＦＲＰ［Fiber Reinforced Plastic］と言うこともある。）、中でも、炭素繊維とマトリックス樹脂からなる炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ［Carbon Fiber Reinforced Plastic］と言うこともある。）は、機械特性、軽量性、耐腐食性等に優れることから、種々の用途に幅広く展開されている。ＦＲＰの製造方法としては、予め樹脂を含浸させた、いわゆるプリプレグを用いる方法もあるが、成形できるＦＲＰの形状の範囲をより広くし、成形に要する時間をより短くすることが要求される場合には、例えば、自動車用部品や電子機器部品等のように大量生産することが求められる場合には、実質的に樹脂を含まない強化繊維基材（乾式の強化繊維基材）を所定の形状に賦形し、それにマトリックス樹脂を含浸させて所望のＦＲＰを成形する方法が多く用いられる。
　このようなＦＲＰの成形において、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を使用する場合には、硬化前の熱硬化性樹脂の粘度が低いため、それを金型内で強化繊維基材に含浸してから硬化させることができる。この方法は高価なオートクレーブが不要であり、成形時間も比較的短時間ですむという利点がある。
　一方、より複雑な形状のＦＲＰを成形するためには、とくに量産品にも対応させるためには、マトリックス樹脂として、成形性のより良好な熱可塑性樹脂を使用することが望ましいと考えられる。ところが、熱可塑性樹脂は、一般に、熱硬化性樹脂と比較して溶融時の粘度が高いため、溶融樹脂を短時間のうちに良好に強化繊維基材に含浸させることが困難なことが多く、金型内で樹脂を強化繊維基材に含浸する成形方法によりＦＲＰを高い生産性をもって製造することは困難であった。
　マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を使用し、それを比較的良好に強化繊維基材に含浸させるためには、強化繊維基材を不連続な強化繊維を用いて不織布状に形成し、該基材の空隙率を高くして高粘度の樹脂を含浸しやすくすることが考えられる。しかし、このような空隙率の高い繊維強化基材であっても熱可塑性樹脂を含浸することは容易ではなく、もっぱらマトリックス樹脂を一旦、不織布等のシート状とし、強化繊維基材と積層した状態で加熱しながら加圧する方法が知られているのみであった（例えば、特許文献１、２）。かかる空隙率の高い強化繊維基材を射出成形用金型の中に配置して熱可塑性樹脂を射出してもきわめて繊維含有率が低いか、空隙（ボイド）の多いＣＦＲＰしか得ることができなかった。
特開２０１０－０３７３５８号公報 特開２０１０－２３５７７９号公報
　そこで本発明の課題は、複雑な形状であっても高い機械特性を有する繊維強化プラスチックを容易にかつ安価に成形できる繊維強化プラスチックの製造方法を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法は、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方法からなる。
　このような本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法においては、強化繊維基材が、不連続な強化繊維から形成されているので、密な織物基材等に比べて空隙率が高く、粘度の高い溶融熱可塑性樹脂が比較的含浸されやすい基材に形成されている。したがって、この強化繊維基材のみについてみれば、良好な樹脂含浸性を有し、この面からは優れた成形性を発現する。しかし、単にこの強化繊維基材に高粘度の熱可塑性樹脂を含浸させるだけでは、前述したように、強化繊維の繊維体積含有率が低くなり、ＦＲＰに成形された場合に所望の高い機械特性が得られないか、ＦＲＰ内のボイドが多くなるため、良好な品位のＦＲＰが得られにくい。そこで本発明では、このような良好な樹脂含浸性を有する強化繊維基材を金型のキャビティ内に配置し、例えば繊維強化基材を金型内に配置する前、または配置した後に金型を加熱した後、溶融熱可塑性樹脂を金型内に注入するに際し、金型をそのキャビティ容積を可変可能な金型に構成しておき、溶融熱可塑性樹脂を金型のキャビティ内に注入した後に、金型のキャビティ容積を機械的に縮小する。そして、この金型のキャビティ容積の縮小により、熱可塑性樹脂が含浸した、あるいは含浸しつつある上記強化繊維基材をキャビティ内で圧縮するようにしている。このキャビティ内での強化繊維基材の圧縮により、その見かけ空隙率が小さくされ、成形されるＦＲＰの繊維体積含有率が高められて、ＦＲＰとしての高い機械特性が実現される。また同時に、強化繊維基材の見かけ空隙率が小さくされることで、基材内に閉じ込められようとしていたボイドが押し出されるか、極めて小さく抑えられ、ＦＲＰに成形した後の良好な品位が確保される。具体的には、例えば、キャビティ内に強化繊維基材を配置した段階で、キャビティ内に空間を形成しておき、この空間に溶融熱可塑性樹脂を注入すると、該樹脂が容易に空間内に充満し、実質的に充満後にプレスすることにより、強化繊維基材の空間に面する全面から空隙率の高い基材に短い含浸距離をもって迅速に樹脂を含浸させることができる。それとともに、強化繊維基材もプレスによって圧縮されるから、繊維体積含有率が高められて、ＦＲＰとして高い機械特性が得られることとなる。さらに、不連続な強化繊維から形成された、例えば不織布状に形成された強化繊維基材は、優れた賦形性を有するので、複雑な成形形状にも容易に対応でき、このような強化繊維基材を用いることで良好な成形性が維持される。この良好な成形性は、強化繊維基材を金型内に配置した後の金型内での上記圧縮によっては、何ら阻害されない。すなわち、良好な成形性が維持されつつ、ＦＲＰとしての高い機械特性、良好な品位が容易に確保されることになる。
　上記のような本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法においては、金型のキャビティ容積の縮小は、次のように行うことができる。例えば、予め金型を開いた状態で上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ことができる。また、上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、上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こともできる。いずれの方法にあっても、見かけ空隙率が高く良好な樹脂含浸性を有する強化繊維基材の状態でその基材に容易にかつ十分に熱可塑性樹脂を含浸させ、樹脂が含浸した、あるいは含浸しつつある強化繊維基材をキャビティ内で圧縮することができ、それによって、成形されるＦＲＰの繊維体積含有率が高められて、ＦＲＰとしての高い機械特性が実現される。
　また、上記金型のキャビティ容積の縮小においては、キャビティ容積を縮小する際の圧縮力が１０ＭＰａ以上であることが好ましい。すなわち、キャビティ内で樹脂が含浸した、あるいは含浸しつつある強化繊維基材を圧縮することになるので、圧縮により十分に低い見かけ空隙率（十分に高い繊維体積含有率）を達成するためには、圧縮力が１０ＭＰａ以上であることが好ましい。
　また、上記キャビティ容積が可変可能な金型としては、例えば、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ことができる。すなわち、インロー構造を有する金型においては、型開き状態にある型同士を型締め方向に作動させることによりキャビティ容積を縮小することができる。可動コアを備えた金型においては、可動コアをキャビティ内で特定方向に作動させることによりキャビティ容積を縮小することができる。ただし、キャビティ容積が可変可能な金型であれば、これらの構造以外の金型も使用可能である。
　また、上記溶融した熱可塑性樹脂のキャビティ内への注入に関しては、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することもでき、樹脂注入後に、キャビティ容積を縮小させればよい。減圧により、強化繊維基材からガスを円滑に排出できるので、ガスによるボイドの発生を一層良好に抑えることができる。また、減圧したキャビティ内へ溶融した熱可塑性樹脂を注入することにより、より容易に万遍なく樹脂をキャビティ内に行き渡らせることが可能になる。
　また、本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法においては、強化繊維基材は、その初期特性として、極力空隙率が高く、高粘度の溶融熱可塑性樹脂が含浸されやすいことが好ましい。一方で、上記金型内での所定の圧縮後には、高い繊維体積含有率を達成するために、極力空隙率が低く抑えられることが好ましい。このような観点から、本発明では、上記強化繊維基材自体の特性として、２ＭＰａで圧縮したときの（つまり、基材自体の特性を定量的に規定するために小さな圧力で圧縮したときの）基材の見かけ空隙率が７０％以上であることが好ましい。また、上記強化繊維基材を１０ＭＰａで圧縮したときの基材の見かけ空隙率が４０％以下であることが好ましい。
　また、本発明では、上記強化繊維基材の強化繊維の種類としては特に限定されず、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維など、さらにはこれらを組み合わせたハイブリッド構成の強化繊維の使用が可能であるが、より高い機械特性を実現するためには、上記強化繊維基材の強化繊維が炭素繊維からなることが好ましい。
　また、本発明では、上記強化繊維基材の強化繊維が炭素繊維からなる場合、高い機械特性を実現するために、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以上であることが好ましい。重量平均繊維長が短すぎると、強化繊維としての機能が小さくなり、機械特性向上効果が小さくなる。また、前述したような良好な成形性を維持するためには、上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１００ｍｍ以下であることが好ましい。重量平均繊維長が長すぎると、連続繊維に近くなるので、基材の賦形性、ＦＲＰの成形性が低下するおそれがある。
　また、本発明においては、上記強化繊維基材中に熱可塑性樹脂を３～５０重量％含むことが可能である。この熱可塑性樹脂は、強化繊維基材の形態を保持するための接着機能を主な役目としており、ＦＲＰ成形のためのマトリックス樹脂とは役目を異にする。ただし、その樹脂種は、マトリックス樹脂と同一種であってもよい。
　また、本発明では、基材の良好な賦形性を確保し、基材への良好な樹脂含浸性を確保するためには、上記不連続な強化繊維から形成される強化繊維基材は不織布の形態に形成されていることが望ましい。このような望ましい形態は、上記強化繊維基材が抄紙により作製されたものであることにより、あるいは、上記強化繊維基材がカード装置により作製されたものであることにより、実現可能である。
　また、本発明において、とくに、より優れた基材の賦形性やより複雑な形状のＦＲＰの成形が望まれる場合には、上記強化繊維基材が、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形態が好ましい。一方、成形されるＦＲＰに特定の方向への高い機械特性の発現が望まれる場合には、上記強化繊維基材が、不連続な強化繊維の少なくとも一部がその特定の方向に配向されたものからなる形態が好ましい。このように不連続な強化繊維の少なくとも一部を特定の方向に配向させることは、上述のカード装置によっても実現可能である。
　また、上記のように不連続な強化繊維の少なくとも一部を特定の方向に配向させる場合、成形後の繊維強化プラスチックの上記特定の方向の弾性率と該特定の方向と直交する方向の弾性率の比を、例えば、２：１～１０：１の範囲内にすることが可能である。
　また、本発明においては、上記強化繊維基材に含浸されるマトリックス樹脂としての上記熱可塑性樹脂の種類は特に限定されないが、その成形温度は、例えば１００℃以上であることが好ましい。例えば、本発明において金型を１００℃以上の温度に加熱する場合、とくに熱可塑性樹脂の成形温度が１００℃以上であることが好ましい。
　本発明において使用可能な熱可塑性樹脂としては、例えば、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を例示できる。
　また、本発明においては、上記金型として、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ことができる。このような金型を用いれば、金型のキャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂が注入される際、ガス抜きを通して適切にガスが排出されるとともに、金型のキャビティ容積を縮小する際にも適切にガスが排出され、より円滑に圧縮成形を行うことが可能になる。
　また、本発明においては、上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用いることもでき、このような形態の基材を金型のキャビティ内に配置することができる。このような形態の基材を用いれば、強化繊維基材の望ましい圧縮可能な状態をハンドリング中にも保持しておくことが可能になり、圧縮が必要とされるときにのみ、その圧縮に供することが可能になる。
　さらに、本発明においては、上記圧縮可能な強化繊維基材中に強化繊維が繊維束の状態で存在する場合もあるが、そのような場合には、強化繊維基材中における繊維束の割合が多くなりすぎると、圧縮成形の際の強化繊維含有樹脂の流動性が損なわれるおそれがある。したがって、圧縮可能な強化繊維基材中において、例えば、強化繊維が５０～１０００本の繊維束を、その圧縮可能な強化繊維基材全体に対して８０重量％以下の量に抑えておくことが好ましい。
　このように、本発明によれば、複雑な形状であっても高い機械特性を有する繊維強化プラスチックを容易にかつ安価に成形することができる。
本発明の一実施態様に係る繊維強化プラスチックの製造方法における各ステップを示す金型の概略断面図である。 本発明の別の実施態様に係る繊維強化プラスチックの製造方法における各ステップを示す金型の概略断面図である。 本発明のさらに別の実施態様に係る繊維強化プラスチックの製造方法における各ステップを示す金型の概略断面図である。 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図である。
　以下に、本発明のより具体的な実施の形態について説明する。
　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。
　上記のカード装置による炭素繊維基材の作製は、例えば次のように行う。
　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。
　ベルトコンベアー４８上に、例えば重量平均繊維長５０ｍｍにカットした不連続な炭素繊維４９の集合体が供給され、不連続な炭素繊維４９はフィードロール４７の外周面、次いでテイクインロール４３の外周面を介してシリンダーロール４２の外周面上に導入される。この段階までは、不連続な炭素繊維２９は綿状の形態になっている。シリンダーロール４２の外周面上に導入された綿状の炭素繊維の一部は、各ワーカーロール４５の外周面上に巻き付くが、この炭素繊維は各ストリッパーロール４６によって剥ぎ取られ再びシリンダーロール４２の外周面上に戻される。フィードロール４７、テイクインロール４３、シリンダーロール４２、ワーカーロール４５、ストリッパーロール４６のそれぞれのロールの外周面上には多数の針、突起が立った状態で存在しており、上記工程で炭素繊維が針の作用により単繊維状に開繊されると同時に大半の炭素繊維の配向方向が特定の方向、つまり、シリンダーロール４２の回転方向に揃えられる。かかる過程を経て開繊され繊維の配向が進められた炭素繊維は、炭素繊維集合体の一形態であるシート状のウエブ５０としてドッファーロール４４の外周面上に移動する。さらに、ウエブ５０を、その幅を所定幅まで狭めながら引き取ることにより、不連続な炭素繊維からなるシート状の基材が形成される。
　上記のようなカーディングにおいて、不連続な炭素繊維２９の集合体は、炭素繊維のみから構成されていてもよいが、不連続な有機繊維、とくに熱可塑性樹脂からなる繊維を混合してカーディングを行うこともできる。特に、カーディングする際に熱可塑性樹脂繊維を添加することは、カーディングでの炭素繊維の破断を防ぐことができるので好ましい。炭素繊維は剛直で脆いため、絡まりにくく折れやすい。そのため、炭素繊維だけからなる炭素繊維集合体では、カーディング中に、炭素繊維が切れやすかったり、炭素繊維が脱落しやすいという問題がある。そこで、柔軟で折れにくく、絡みやすい熱可塑性樹脂繊維を含むことにより、炭素繊維が切れにくく、炭素繊維が脱落しにくい炭素繊維集合体を形成することができる。また、このような熱可塑性樹脂繊維を混合してカーディングを行い、カーディング後に、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融させた後、プレスを施すようにすることも好ましい。すなわち、適度に少ない量の熱可塑性樹脂繊維を混合しておき、炭素繊維に所定のカーディング処理、例えば、一部の炭素繊維が特定の方向に配向されるようにカーディング処理を施した状態で熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融させることにより、熱可塑性樹脂繊維に所定のシート状基材の形態を保持するためのバインダーの役目を担わせ、その状態でプレスを施すことにより、保持された形態を熱可塑性樹脂繊維を介して適度に固定することも好ましい。
　上記のように炭素繊維集合体中に熱可塑性樹脂繊維を含む場合には、炭素繊維集合体中の炭素繊維の含有率は、好ましくは５０～９５質量％、より好ましくは７０～９５質量％である。炭素繊維の割合が低いと炭素繊維強化プラスチックとしたときに高い機械特性を得ることが困難となり、逆に、熱可塑性樹脂繊維の割合が低すぎると、上記の炭素繊維集合体に熱可塑性樹脂繊維を混合させた際の熱可塑性樹脂繊維の役割が期待できないか、小さくなる。
　また、上述の熱可塑性樹脂繊維による、絡み合いの効果をより高めるためには、熱可塑性樹脂繊維に捲縮を付与しておくことが好ましい。捲縮の程度は、特に限定されないが、一般的には捲縮数５～２５山／２５ｍｍ程度、捲縮率３～３０％程度の熱可塑性樹脂繊維を用いることができる。
　かかる熱可塑性樹脂繊維の材料としては特に制限は無く、炭素繊維強化プラスチックの機械特性を大きく低下させない範囲で適宜選択することができる。例示するなら、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン６、ナイロン６，６等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、芳香族ポリアミド等の樹脂を紡糸して得られた繊維を用いることができる。かかる熱可塑性樹脂繊維の材料は、炭素繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂との組み合わせにより適宜選択することが好ましい。特に、マトリックス樹脂と同じ樹脂、あるいはマトリックス樹脂と相溶性のある樹脂、マトリックス樹脂と接着性の高い樹脂を用いてなる熱可塑性樹脂繊維は、炭素繊維強化プラスチックの機械特性を低下させないので好ましい
　また、上記のように熱可塑性樹脂繊維を炭素繊維に混合してカーディングを行い、カーディング後に、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部を溶融させた後、プレスを施す場合のプレスの方法としては、とくに限定されず、例えば、平板で挟んで加圧する通常のプレス機や一対のロールで挟んで加圧するカレンダーロール等を用いることができる。
　なお、上記はカーディング処理を施して、炭素繊維基材を作製する手法を例示したが、カーディング処理を施さずに、単に抄紙により炭素繊維基材を作製することも可能である。例えば、図４におけるベルトコンベアー４８上に、重量平均繊維長５０ｍｍにカットした不連続な炭素繊維４９の集合体を供給し、それを例えば上述のようなカレンダーロール等を用いて加圧することにより、シート状の炭素繊維基材を作製することも可能である。この場合、上記同様、炭素繊維集合体中に熱可塑性樹脂繊維を混合し、それに、シート状の基材形態を保持させるためのバインダーの機能を持たせることが好ましい。
　また、上記のようなカレンダーロール等を用いた処理や類似の処理により、基材自体の特性、とくに、前述した２ＭＰａで圧縮したときの基材の見かけ空隙率や１０ＭＰａで圧縮したときの基材の見かけ空隙率を、望ましい特性に制御することが可能である。
　このように望ましい圧縮特性を有するように作成された基材を用いて、その圧縮可能な基材を金型内に配置し、基材配置前あるいは基材配置後に、金型を例えば１００℃以上の温度に加熱し、溶融熱可塑性樹脂を金型内に射出等により注入し、注入とともに、または注入後に、金型内部を圧縮することにより、複雑な成形形状であっても、高い機械特性を有する繊維強化プラスチックを容易にかつ安価に製造することができる。
　以下に、本発明における金型のキャビティ容積の縮小による圧縮動作について、図１～図３を参照して例示する。
　図１は、本発明の一実施態様に係る繊維強化プラスチックの製造方法における各ステップを示している。図１（Ａ）に示すように、互いに対向配置される型２、３同士がインロー構造４を有する金型１が用いられ、型開き状態にある金型１のキャビティ５内に、前述の如く作成された見かけ空隙率が比較的低い強化繊維基材６が配置される。この状態にて、図１（Ｂ）に示すように、例えば一方の型２を通して、キャビティ５内に溶融した熱可塑性樹脂７が射出により注入、供給される。そして、図１（Ｃ）に示すように、型２、３同士が、インロー構造４を介して精度よく型締めされ、上記キャビティ５の容積が縮小される。このキャビティ容積の縮小により、金型１のキャビティ５の内部が圧縮され、熱可塑性樹脂７が含浸された、あるいは含浸されつつあった強化繊維基材６も圧縮される。この圧縮を介して、ボイドが抑制された、優れた樹脂含浸状態が得られるとともに、高い繊維体積含有率が達成され、高い機械特性を有する繊維強化プラスチック８が得られる。
　図２は、本発明の別の実施態様に係る繊維強化プラスチックの製造方法における各ステップを示している。図２（Ａ）に示すように、上述の実施態様と同様の、互いに対向配置される型２、３同士がインロー構造４を有する金型１が用いられ、そのキャビティ５内に強化繊維基材１１が配置されて先に型締めされる。このときには、基材１１は大きくは圧縮されない。この状態にて、図２（Ｂ）に示すように、例えば一方の型２を通して、キャビティ５内に溶融した熱可塑性樹脂７が射出により注入、供給され、注入される際の樹脂圧で、型２、３同士が、インロー構造４を介して精度よく少し型開きされる。キャビティ５内に充填された溶融熱可塑性樹脂７は、比較的空隙率の大きな強化繊維基材１１に含浸し始める。そして、図２（Ｃ）に示すように、型２、３同士が、インロー構造４を介して精度よく型締めされ、上記キャビティ５の容積が縮小される。この段階でのキャビティ容積の縮小により、金型１のキャビティ５の内部が圧縮され、熱可塑性樹脂７が含浸された、あるいは含浸されつつあった強化繊維基材１１も圧縮される。この圧縮を介して、ボイドが抑制された、優れた樹脂含浸状態が得られるとともに、高い繊維体積含有率が達成され、高い機械特性を有する繊維強化プラスチック１２が得られる。
　図３は、本発明のさらに別の実施態様に係る繊維強化プラスチックの製造方法における各ステップを示している。図３（Ａ）に示すように、互いに対向配置される型２２、２３間にキャビティ２４を形成する金型２１が用いられる。このキャビティ２４内には、キャビティ２４内を移動可能な可動コア２５が設けられており、可動コア２５は、一方の型２３に設けられた駆動手段２６（例えば、ボールスクリューからなる駆動手段）により、キャビティ２４内を両方向に強制移動できるようになっている。金型２１のキャビティ２４内には、前述の如く作成された見かけ空隙率が比較的低い強化繊維基材２７が配置される。強化繊維基材２７を配置した後、他方の型２２に設けられた弁２８が開かれ、吸引路２９を通しての吸引（矢印）により、キャビティ２４内が減圧される。このとき、キャビティ２４は、型２２、２３間に配置されたシール材３０により外部からシールされている。この状態にて、図３（Ｂ）に示すように、例えば一方の型２２を通して、キャビティ２４内に溶融した熱可塑性樹脂３１が射出により注入、供給される。このとき、弁２８は閉じられ、吸引路２９の樹脂詰まりは回避されている。キャビティ２４内に充填された溶融熱可塑性樹脂３１は、比較的空隙率の大きな強化繊維基材２７に含浸し始める。そして、図３（Ｃ）に示すように、可動コア２５が駆動手段２６によりキャビティ２４内で強制的に移動され、キャビティ２４の容積が縮小される。このキャビティ容積の縮小により、熱可塑性樹脂３１が含浸された、あるいは含浸されつつあった強化繊維基材２７も圧縮される。この圧縮を介して、ボイドが抑制された、優れた樹脂含浸状態が得られるとともに、高い繊維体積含有率が達成され、高い機械特性を有する繊維強化プラスチック３２が得られる。
　本発明に係る方法は、基本的に熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とするあらゆる繊維強化プラスチックの製造に適用可能である。
１、２１　金型
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)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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。
  12. 　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。
  13. 　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。
  14. 　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。
  15. 　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。
  16. 　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。
  17. 　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。
  18. 　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。
  19. 　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。
  20. 　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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