JP2002037904A - 成形用繊維プリフォーム、繊維強化プラスチック及びその製造方法 - Google Patents
成形用繊維プリフォーム、繊維強化プラスチック及びその製造方法Info
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- JP2002037904A JP2002037904A JP2000227230A JP2000227230A JP2002037904A JP 2002037904 A JP2002037904 A JP 2002037904A JP 2000227230 A JP2000227230 A JP 2000227230A JP 2000227230 A JP2000227230 A JP 2000227230A JP 2002037904 A JP2002037904 A JP 2002037904A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボイドや未含浸領域のない良好なＦＲＰを成
形することのできる成形用繊維プリフォームを提供す
る。 【解決手段】 強化繊維からなる成形用繊維シートの１
枚を又は複数枚を積層して型内に配置し、型内に液状樹
脂を注入して成形する際における成形用繊維シートの厚
み方向の液状樹脂の含浸速度に対するこの厚み方向と直
交する層方向の最大液状樹脂含浸速度の比が２以下であ
る成形用繊維プリフォーム。この成形用繊維プリフォー
ムを用いて繊維強化プラスチックが製造される。
形することのできる成形用繊維プリフォームを提供す
る。 【解決手段】 強化繊維からなる成形用繊維シートの１
枚を又は複数枚を積層して型内に配置し、型内に液状樹
脂を注入して成形する際における成形用繊維シートの厚
み方向の液状樹脂の含浸速度に対するこの厚み方向と直
交する層方向の最大液状樹脂含浸速度の比が２以下であ
る成形用繊維プリフォーム。この成形用繊維プリフォー
ムを用いて繊維強化プラスチックが製造される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック（以下、ＦＲＰという）を成形する際の強化材とし
て使用する成形用繊維プリフォーム並びにそれを使用し
たＦＲＰ及びその製造方法に関する。
ック（以下、ＦＲＰという）を成形する際の強化材とし
て使用する成形用繊維プリフォーム並びにそれを使用し
たＦＲＰ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】成形用繊維プリフォームとして、例え
ば、たて糸条とよこ糸条とが互いに直交している二方向
性織物や、たて糸条を一方向に配置し、実質的にたて糸
条を屈曲させることなく補助糸により織り止めした織物
などを強化材として使用し、成形用金型の上型と下型で
形成したキャビティ内に織物を複数枚積層してセットし
た後、上型又は下型に設けた樹脂注入口から型内に液状
樹脂を注入することを含むレジントランスファーモール
ディング（ＲＴＭ）による成形が一般に行われている。
その際、成形時間の短縮等の目的から樹脂含浸性を改善
した繊維織物が、特開平１１−１０７１０５号公報、特
開平１１−１０７１０７号公報などに提案されている。
しかしながら、樹脂含浸性を改善しただけでは、繊維プ
リフォームの樹脂含浸速度の異方性により型内に空気が
閉じ込められ、ＦＲＰにボイドが残ったり、未含浸領域
が生じることがある。
ば、たて糸条とよこ糸条とが互いに直交している二方向
性織物や、たて糸条を一方向に配置し、実質的にたて糸
条を屈曲させることなく補助糸により織り止めした織物
などを強化材として使用し、成形用金型の上型と下型で
形成したキャビティ内に織物を複数枚積層してセットし
た後、上型又は下型に設けた樹脂注入口から型内に液状
樹脂を注入することを含むレジントランスファーモール
ディング（ＲＴＭ）による成形が一般に行われている。
その際、成形時間の短縮等の目的から樹脂含浸性を改善
した繊維織物が、特開平１１−１０７１０５号公報、特
開平１１−１０７１０７号公報などに提案されている。
しかしながら、樹脂含浸性を改善しただけでは、繊維プ
リフォームの樹脂含浸速度の異方性により型内に空気が
閉じ込められ、ＦＲＰにボイドが残ったり、未含浸領域
が生じることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の如き
従来技術の問題点を解決することをその課題とする。す
なわち、本発明の目的は、成形用繊維プリフォームの樹
脂含浸速度の方向性を適正化することにより、ボイドや
未含浸領域のない良好なＦＲＰを成形することのできる
成形用繊維プリフォームを提供しようとすることにあ
る。
従来技術の問題点を解決することをその課題とする。す
なわち、本発明の目的は、成形用繊維プリフォームの樹
脂含浸速度の方向性を適正化することにより、ボイドや
未含浸領域のない良好なＦＲＰを成形することのできる
成形用繊維プリフォームを提供しようとすることにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、強化繊維からなる成形用繊維シートの１枚
を又は複数枚を積層して型内に配置し、型内に液状樹脂
を注入して成形する際における成形用繊維シートの厚み
方向の液状樹脂の含浸速度に対するこの厚み方向と直交
する層方向の最大液状樹脂含浸速度の比が２以下である
成形用繊維プリフォームを提供する。本発明は、また、
上記成形用繊維プリフォームを強化材として含む繊維強
化プラスチックを提供する。本発明は、また、上記成形
用繊維プリフォームを強化材として型内に配置し、型内
に液状樹脂を注入して含浸させ、硬化一体化させること
を含む繊維強化プラスチックの製造方法を提供する。
決するため、強化繊維からなる成形用繊維シートの１枚
を又は複数枚を積層して型内に配置し、型内に液状樹脂
を注入して成形する際における成形用繊維シートの厚み
方向の液状樹脂の含浸速度に対するこの厚み方向と直交
する層方向の最大液状樹脂含浸速度の比が２以下である
成形用繊維プリフォームを提供する。本発明は、また、
上記成形用繊維プリフォームを強化材として含む繊維強
化プラスチックを提供する。本発明は、また、上記成形
用繊維プリフォームを強化材として型内に配置し、型内
に液状樹脂を注入して含浸させ、硬化一体化させること
を含む繊維強化プラスチックの製造方法を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明に従って、成形用繊維プリ
フォームにおいて、強化繊維からなる成形用繊維シート
の１枚を又は複数枚を積層して型内に配置し、型内に液
状樹脂を注入して成形する際における成形用繊維シート
の厚み方向の液状樹脂の含浸速度に対するこの厚み方向
と直交する層方向の最大液状樹脂含浸速度の比が２以下
とすることにより、この成形用繊維プリフォームを用い
て得られるＦＲＰにボイドが残ったり、未含浸領域が生
じないのは次のような理由によるものと思われる。
フォームにおいて、強化繊維からなる成形用繊維シート
の１枚を又は複数枚を積層して型内に配置し、型内に液
状樹脂を注入して成形する際における成形用繊維シート
の厚み方向の液状樹脂の含浸速度に対するこの厚み方向
と直交する層方向の最大液状樹脂含浸速度の比が２以下
とすることにより、この成形用繊維プリフォームを用い
て得られるＦＲＰにボイドが残ったり、未含浸領域が生
じないのは次のような理由によるものと思われる。
【０００６】先ず、図１に、たて糸条１とよこ糸条２と
が互いに直交している二方向性織物であって、成形用繊
維プリフォームの厚み方向と層方向について示す。断面
線３での断面図における４の方向が厚み方向となり、そ
れに直交する面方向が層方向５となる。二方向性織物以
外の成形用繊維プリフォームの場合にも、同様に、繊維
配向方向を含む面が層方向となり、それに直交する方向
が厚み方向となる。
が互いに直交している二方向性織物であって、成形用繊
維プリフォームの厚み方向と層方向について示す。断面
線３での断面図における４の方向が厚み方向となり、そ
れに直交する面方向が層方向５となる。二方向性織物以
外の成形用繊維プリフォームの場合にも、同様に、繊維
配向方向を含む面が層方向となり、それに直交する方向
が厚み方向となる。
【０００７】図２において、例えば、成形用金型の上型
６と下型７により均一な肉厚のキャビティ９を形成し、
このキャビティ９内に繊維プリフォーム１０、１１、１
２の３プライを配置して、下型７の中央の注入口８から
液状樹脂の注入を行う。キャビティ内の空気の排出は上
型と下型が接する部分から行われ、樹脂はキャビティ内
に止まる構造とする。例えば、ソフトピンチ構造などを
適用することができる。また、型内を予め減圧状態とし
ておくことも可能である。
６と下型７により均一な肉厚のキャビティ９を形成し、
このキャビティ９内に繊維プリフォーム１０、１１、１
２の３プライを配置して、下型７の中央の注入口８から
液状樹脂の注入を行う。キャビティ内の空気の排出は上
型と下型が接する部分から行われ、樹脂はキャビティ内
に止まる構造とする。例えば、ソフトピンチ構造などを
適用することができる。また、型内を予め減圧状態とし
ておくことも可能である。
【０００８】層方向における樹脂の含浸は、注入口から
放射方向に進むが、同心円状に含浸する場合と、楕円状
などの異方性を有する含浸の場合があり、ボイドや未充
填領域の形成は、厚さ方向の樹脂含浸速度と層方向の最
大樹脂含浸速度との比に依存する。厚み方向の樹脂含浸
速度に対して層方向の樹脂含浸速度が大きい場合、特に
厚み方向の樹脂含浸速度に対して層方向の最大樹脂含浸
速度の比が２を超える場合、図３に示す如く一定時間経
過毎に樹脂含浸領域は１３、１４、１５、１６のように
拡大推移していく。そして、この場合、層方向の含浸速
度が早いため、キャビティ内の下型７の面伝いに樹脂が
広がり、キャビティ端部において樹脂が回り込み、排出
されずにキャビティ内に止まった空気がボイドや未充填
領域１７を形成することとなる。これは、樹脂がキャビ
ティ端部に達する前であっても一旦キャビティ内下型７
の面側に樹脂含浸層が形成された後に厚み方向に樹脂含
浸が進行することとなるため、キャビティ内上型６の面
付近に空気層を形成し、空気を閉じこめ易く、同様にボ
イドや未充填領域１７を形成する。このボイドや未充填
領域がＦＲＰ成形品としての外観及び強度において欠陥
となる。
放射方向に進むが、同心円状に含浸する場合と、楕円状
などの異方性を有する含浸の場合があり、ボイドや未充
填領域の形成は、厚さ方向の樹脂含浸速度と層方向の最
大樹脂含浸速度との比に依存する。厚み方向の樹脂含浸
速度に対して層方向の樹脂含浸速度が大きい場合、特に
厚み方向の樹脂含浸速度に対して層方向の最大樹脂含浸
速度の比が２を超える場合、図３に示す如く一定時間経
過毎に樹脂含浸領域は１３、１４、１５、１６のように
拡大推移していく。そして、この場合、層方向の含浸速
度が早いため、キャビティ内の下型７の面伝いに樹脂が
広がり、キャビティ端部において樹脂が回り込み、排出
されずにキャビティ内に止まった空気がボイドや未充填
領域１７を形成することとなる。これは、樹脂がキャビ
ティ端部に達する前であっても一旦キャビティ内下型７
の面側に樹脂含浸層が形成された後に厚み方向に樹脂含
浸が進行することとなるため、キャビティ内上型６の面
付近に空気層を形成し、空気を閉じこめ易く、同様にボ
イドや未充填領域１７を形成する。このボイドや未充填
領域がＦＲＰ成形品としての外観及び強度において欠陥
となる。
【０００９】一方、厚み方向の樹脂含浸速度に対して層
方向の最大樹脂含浸速度の比が２以下、好ましくは１．
０以下である場合には、図４に示す如く一定時間経過毎
に樹脂含浸領域は１３、１４、１５、１６のように拡大
推移していく。この場合、キャビティ内の下型７の面伝
いの樹脂とキャビティ内の上型６の面伝いの樹脂との速
度差が小さいため、樹脂がキャビティ端部に達しても樹
脂の回り込みは生じず、従ってボイドや未充填領域が形
成されることはなく、ＦＲＰ成形品として外観及び強度
に優れた製品を得ることができる。
方向の最大樹脂含浸速度の比が２以下、好ましくは１．
０以下である場合には、図４に示す如く一定時間経過毎
に樹脂含浸領域は１３、１４、１５、１６のように拡大
推移していく。この場合、キャビティ内の下型７の面伝
いの樹脂とキャビティ内の上型６の面伝いの樹脂との速
度差が小さいため、樹脂がキャビティ端部に達しても樹
脂の回り込みは生じず、従ってボイドや未充填領域が形
成されることはなく、ＦＲＰ成形品として外観及び強度
に優れた製品を得ることができる。
【００１０】成形用繊維プリフォームにおける層方向と
厚さ方向の樹脂含浸速度の比を測定する方法としては、
図２に示す如く、所定間隔の上型６と下型７で形成され
たキャビティ内に成形品の繊維含有率と同じになるよう
に成形用繊維プリフォームを配置し、下型７の中央から
樹脂を注入し、キャビティ内上型６に樹脂が達したとき
の、上型６と下型７の間隔距離に対するキャビティ内下
型７の面に接する樹脂含浸領域の輪郭とキャビティ内下
型７の面の注入口との最大距離の比を測定し、繊維プリ
フォームの厚さ方向に対する層方向の樹脂含浸速度の比
を判定する方法がある。樹脂含浸領域の輪郭と注入口と
の距離とは、注入口中心から放射方向に注入口の端部か
ら樹脂含浸領域の輪郭までの距離を意味する。実質的に
変形しない強化ガラスなどの透明性の高い材料を上型６
と下型７に使用すると樹脂含浸の進行を直接観察するこ
とができる。
厚さ方向の樹脂含浸速度の比を測定する方法としては、
図２に示す如く、所定間隔の上型６と下型７で形成され
たキャビティ内に成形品の繊維含有率と同じになるよう
に成形用繊維プリフォームを配置し、下型７の中央から
樹脂を注入し、キャビティ内上型６に樹脂が達したとき
の、上型６と下型７の間隔距離に対するキャビティ内下
型７の面に接する樹脂含浸領域の輪郭とキャビティ内下
型７の面の注入口との最大距離の比を測定し、繊維プリ
フォームの厚さ方向に対する層方向の樹脂含浸速度の比
を判定する方法がある。樹脂含浸領域の輪郭と注入口と
の距離とは、注入口中心から放射方向に注入口の端部か
ら樹脂含浸領域の輪郭までの距離を意味する。実質的に
変形しない強化ガラスなどの透明性の高い材料を上型６
と下型７に使用すると樹脂含浸の進行を直接観察するこ
とができる。
【００１１】また、成形用繊維プリフォームの目付量を
一定として厚み方向に対する層方向の樹脂含浸速度の比
を低下させる繊維シートの形態としては、厚み方向に貫
通口を有することが有効となる。例えば、炭素繊維から
なるたて糸条とよこ糸条とが互いに交差している二方向
性織物の場合、繊維交差部の空隙を拡大することによ
り、そのような効果を得ることができる。成形用繊維シ
ートの表面積に対する繊維糸条間等の空隙部がこの表面
積中に占める総面積（以下開口率という）が１〜３０％
であるのが好ましく、さらには開口率は５〜２０％であ
るのがさらに好ましい。また、強化繊維としては、フィ
ラメント数１０００〜５００００本の炭素繊維糸条を用
いるのが好ましい。強化繊維糸条を一方向に配置したシ
ート状物の１層を又は複数層を積層して含み、強化繊維
糸条を実質的に屈曲させることなく強化繊維糸条のシー
ト状物の層が補助糸により織り止めされている形態の繊
維材料を成形用繊維プリフォームとして使用することも
できる。この場合、前記シート状物の複数層を積層して
用いる場合には、強化繊維糸条の方向を層毎に異なるよ
うに配置することもできる。
一定として厚み方向に対する層方向の樹脂含浸速度の比
を低下させる繊維シートの形態としては、厚み方向に貫
通口を有することが有効となる。例えば、炭素繊維から
なるたて糸条とよこ糸条とが互いに交差している二方向
性織物の場合、繊維交差部の空隙を拡大することによ
り、そのような効果を得ることができる。成形用繊維シ
ートの表面積に対する繊維糸条間等の空隙部がこの表面
積中に占める総面積（以下開口率という）が１〜３０％
であるのが好ましく、さらには開口率は５〜２０％であ
るのがさらに好ましい。また、強化繊維としては、フィ
ラメント数１０００〜５００００本の炭素繊維糸条を用
いるのが好ましい。強化繊維糸条を一方向に配置したシ
ート状物の１層を又は複数層を積層して含み、強化繊維
糸条を実質的に屈曲させることなく強化繊維糸条のシー
ト状物の層が補助糸により織り止めされている形態の繊
維材料を成形用繊維プリフォームとして使用することも
できる。この場合、前記シート状物の複数層を積層して
用いる場合には、強化繊維糸条の方向を層毎に異なるよ
うに配置することもできる。
【００１２】炭素繊維のサイズ剤として、（１）ビスフ
ェノール類のアルキレンオキシド付加物（Ａ）と不飽和
二塩基酸とのエステルであって、その酸価が５０以上で
あるエステル化合物、（２）ビスフェノール類のジエポ
キシ化合物及びビスフェノール類のアルキレンオキシド
付加ジエポキシ化合物（Ｂ）のいずれか一方又は両方と
不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子の主鎖の片
方の端部に不飽和基を有し、他方の端部にエポキシ基を
それぞれ有するエステル化合物、及び（３）平滑剤を必
須成分として含む組成物を用いるのが好ましい。ここ
で、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物
（Ａ）は、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドを
２〜４モル付加したものであるのがさらに好ましく、ま
た平滑剤は高級脂肪族系エーテル型ポリオキシエチレン
付加物、高級脂肪酸ポリオキシエチレン付加物、多価ア
ルコールの高級脂肪酸エステル類及び多価アルコールの
高級脂肪酸エステル類のポリオキシエチレン付加物から
なる群から選ばれ、かつ、室温で液状の化合物であるの
がさらに好ましい。
ェノール類のアルキレンオキシド付加物（Ａ）と不飽和
二塩基酸とのエステルであって、その酸価が５０以上で
あるエステル化合物、（２）ビスフェノール類のジエポ
キシ化合物及びビスフェノール類のアルキレンオキシド
付加ジエポキシ化合物（Ｂ）のいずれか一方又は両方と
不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子の主鎖の片
方の端部に不飽和基を有し、他方の端部にエポキシ基を
それぞれ有するエステル化合物、及び（３）平滑剤を必
須成分として含む組成物を用いるのが好ましい。ここ
で、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物
（Ａ）は、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドを
２〜４モル付加したものであるのがさらに好ましく、ま
た平滑剤は高級脂肪族系エーテル型ポリオキシエチレン
付加物、高級脂肪酸ポリオキシエチレン付加物、多価ア
ルコールの高級脂肪酸エステル類及び多価アルコールの
高級脂肪酸エステル類のポリオキシエチレン付加物から
なる群から選ばれ、かつ、室温で液状の化合物であるの
がさらに好ましい。
【００１３】本発明の成形用繊維プリフォームは、バイ
ンダーにより繊維を接着させた立体形状のプリフォーム
として使用することもできる。バインダーとしては、水
性液中に分散されたエポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂などや、低融点ポリマーと
してのナイロン、ポリエステル、ポリウレタンなど、及
びこれらの混合物を使用することができる。
ンダーにより繊維を接着させた立体形状のプリフォーム
として使用することもできる。バインダーとしては、水
性液中に分散されたエポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂などや、低融点ポリマーと
してのナイロン、ポリエステル、ポリウレタンなど、及
びこれらの混合物を使用することができる。
【００１４】
【実施例】成形用繊維プリフォームの厚み方向の樹脂含
浸速度に対する層方向の樹脂含浸速度の比を測定するた
め、図２に示す如き形状を有するキャビティ間隔２０ｍ
ｍの強化ガラス製平型を使用し、炭素繊維織布として三
菱レイヨン（株）製「パイロフィルＴＲ３１１０」（目
付量２００ｇ／ｍｍ2 、開口率５％）を面積１００×１
００ｍｍ2 にカットして１００プライをキャビティ内に
配置した。この炭素繊維織布は炭素繊維を次のようにし
て処理し、製織したものである。ビスフェノールＡのエ
チレンオキサイド２モル付加物と無水マレイン酸を反応
させて、酸価５５のエステル化合物（Ａ１）を得た。ま
た、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、油
化シェル製）とメタクリル酸を反応させて、ＥＰ８２８
／ＥＰ８２８片末端メタクリル変性エポキシ樹脂（ハー
フエステル）／ＥＰ８２８両末端メタクリル変性エポキ
シ樹脂（ジエステル）の混合比１／２／１の混合物（Ｂ
１）を得た。上記エステル化合物（Ａ１）／上記混合物
（Ｂ１）／ジイソステアレートポリオキシエチレン（Ｃ
ＤＩＳ−４００、日本サーファクタント工業製）／プル
ロニックタイプのノニオン系界面活性剤Ｆ８８（旭電化
製）＝５５／２０／５／２０の質量比率で混合し、転相
乳化により水への乳化を実施し、乳化剤を含めて２．８
質量％のサイズ剤水分散液を調製した。次いで、サイジ
ング未処理のフィラメント数３，０００本の炭素繊維束
ＴＲ３０ＳＸ（三菱レイヨン製パイロフィル、ストラン
ド強度４３００ＭＰａ、ストランド弾性率２４０ＧＰ
ａ）を、上記のサイズ水分散液中にローラー浸漬した
後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることによ
り、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．３質量％の
サイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
次いで、上記の炭素繊維束を使用して、緯糸１２．５本
／インチと経糸１２．５本／インチの平織りクロスを、
２０ｍｍ／分の速度で織成した。
浸速度に対する層方向の樹脂含浸速度の比を測定するた
め、図２に示す如き形状を有するキャビティ間隔２０ｍ
ｍの強化ガラス製平型を使用し、炭素繊維織布として三
菱レイヨン（株）製「パイロフィルＴＲ３１１０」（目
付量２００ｇ／ｍｍ2 、開口率５％）を面積１００×１
００ｍｍ2 にカットして１００プライをキャビティ内に
配置した。この炭素繊維織布は炭素繊維を次のようにし
て処理し、製織したものである。ビスフェノールＡのエ
チレンオキサイド２モル付加物と無水マレイン酸を反応
させて、酸価５５のエステル化合物（Ａ１）を得た。ま
た、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、油
化シェル製）とメタクリル酸を反応させて、ＥＰ８２８
／ＥＰ８２８片末端メタクリル変性エポキシ樹脂（ハー
フエステル）／ＥＰ８２８両末端メタクリル変性エポキ
シ樹脂（ジエステル）の混合比１／２／１の混合物（Ｂ
１）を得た。上記エステル化合物（Ａ１）／上記混合物
（Ｂ１）／ジイソステアレートポリオキシエチレン（Ｃ
ＤＩＳ−４００、日本サーファクタント工業製）／プル
ロニックタイプのノニオン系界面活性剤Ｆ８８（旭電化
製）＝５５／２０／５／２０の質量比率で混合し、転相
乳化により水への乳化を実施し、乳化剤を含めて２．８
質量％のサイズ剤水分散液を調製した。次いで、サイジ
ング未処理のフィラメント数３，０００本の炭素繊維束
ＴＲ３０ＳＸ（三菱レイヨン製パイロフィル、ストラン
ド強度４３００ＭＰａ、ストランド弾性率２４０ＧＰ
ａ）を、上記のサイズ水分散液中にローラー浸漬した
後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることによ
り、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．３質量％の
サイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
次いで、上記の炭素繊維束を使用して、緯糸１２．５本
／インチと経糸１２．５本／インチの平織りクロスを、
２０ｍｍ／分の速度で織成した。
【００１５】下型中央からビニルエステル樹脂（日本ユ
ピカ（株）製「ネオポール８２６０」）（０．５Ｐａ・
ｓ）を０．１ＭＰａの圧力で注入したところ、上型に樹
脂が到達した時点でのキャビティ間隔２０ｍｍに対し
て、キャビティ内下型面に接する樹脂含浸領域の輪郭と
キャビティ内下型面の注入口との最大距離は１５ｍｍと
なり、その比は０．７５となった。同じ繊維含有率とな
るようにこの織物を１０プライ使用して、アルミ製平型
でキャビティ間隔２ｍｍ、面積２００×２００ｍｍ2 で
下型中央から前記樹脂を０．１ＭＰａの圧力で注入を行
い、所定量注入後、止栓して１２０℃で２時間で硬化さ
せた。平型からＦＲＰ成形品を離型し、外観及び強度を
評価したところ、ボイド等の未充填はなく、また強度と
しても十分な性能を示した。
ピカ（株）製「ネオポール８２６０」）（０．５Ｐａ・
ｓ）を０．１ＭＰａの圧力で注入したところ、上型に樹
脂が到達した時点でのキャビティ間隔２０ｍｍに対し
て、キャビティ内下型面に接する樹脂含浸領域の輪郭と
キャビティ内下型面の注入口との最大距離は１５ｍｍと
なり、その比は０．７５となった。同じ繊維含有率とな
るようにこの織物を１０プライ使用して、アルミ製平型
でキャビティ間隔２ｍｍ、面積２００×２００ｍｍ2 で
下型中央から前記樹脂を０．１ＭＰａの圧力で注入を行
い、所定量注入後、止栓して１２０℃で２時間で硬化さ
せた。平型からＦＲＰ成形品を離型し、外観及び強度を
評価したところ、ボイド等の未充填はなく、また強度と
しても十分な性能を示した。
【００１６】比較例として、開口率０．５％の炭素繊維
織布を使用した以外は実施例と同じ条件により成形用繊
維プリフォームの厚み方向に対する層方向の樹脂含浸速
度比を測定したところ、３となった。ＦＲＰ成形も実施
例と同様にして行い、平型からＦＲＰ成形品を離型し、
外観及び強度を評価したところ、ボイド等の未充填を多
数含み、また強度としても十分な性能を得ることができ
なかった。
織布を使用した以外は実施例と同じ条件により成形用繊
維プリフォームの厚み方向に対する層方向の樹脂含浸速
度比を測定したところ、３となった。ＦＲＰ成形も実施
例と同様にして行い、平型からＦＲＰ成形品を離型し、
外観及び強度を評価したところ、ボイド等の未充填を多
数含み、また強度としても十分な性能を得ることができ
なかった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の成形用繊
維プリフォームを使用することにより、樹脂注入成形に
おいてボイド等の未充填領域を生じさせない良好なＦＲ
Ｐ成形品を得ることができる。
維プリフォームを使用することにより、樹脂注入成形に
おいてボイド等の未充填領域を生じさせない良好なＦＲ
Ｐ成形品を得ることができる。
【図１】成形用繊維プリフォームの厚さ方向及び層方向
を説明する図。
を説明する図。
【図２】成形用繊維プリフォームを配置した平型の一例
を示す模式断面図。
を示す模式断面図。
【図３】成形用繊維プリフォームの厚み方向に対する層
方向の樹脂含浸速度比が２を越えた場合の平型内におけ
る樹脂含浸挙動を示す模式断面図。
方向の樹脂含浸速度比が２を越えた場合の平型内におけ
る樹脂含浸挙動を示す模式断面図。
【図４】成形用繊維プリフォームの厚み方向に対する層
方向の樹脂含浸速度比が２以下の場合の平型内における
樹脂含浸挙動を示す模式断面図。
方向の樹脂含浸速度比が２以下の場合の平型内における
樹脂含浸挙動を示す模式断面図。
１…たて糸条 ２…よこ糸条 ３…断面線 ４…厚み方向 ５…層方向 ６…上型 ７…下型 ８…注入口 ９…キャビティ １０…繊維織物 １１…繊維織物 １２…繊維織物 １３…樹脂含浸領域 １４…樹脂含浸領域 １５…樹脂含浸領域 １６…樹脂含浸領域 １７…未充填領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 63/10 Ｃ０８Ｌ 71/02 ４Ｌ０３３ 67/06 Ｄ０６Ｍ 15/55 71/02 101:40 Ｄ０６Ｍ 15/55 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｌ // Ｄ０６Ｍ 101:40 Ｘ (72)発明者 沼田 喜春 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (72)発明者 杉浦 直樹 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (72)発明者 小谷 知之 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (72)発明者 真木 則仁 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 (72)発明者 大宮司 勤 愛知県豊橋市牛川通四丁目１番地の２ 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 Ｆターム(参考） 4F072 AB10 AB28 AB30 AB33 AC05 AC06 AC12 AC13 AD23 AD38 AD43 AD44 AD53 AG02 AG17 AH03 AH12 AJ35 AK05 4F100 AA37A AA37B AD11A AD11B AK01A AK54A AK54B BA02 CA19A CA19B DG01A DG11A DG11B DH00A EH31A EH312 EJ082 EJ81A EJ822 GB16 GB71 JA20B JK14 YY00A YY00B 4F205 AA41 AD08 AD16 AD19 AG02 AG03 AR08 HA06 HA12 HA33 HA44 HB01 HB11 HC04 HG01 HM02 4J002 CD20X CF22W CH05Y GK02 4J036 AD08 AD15 CA20 CA21 FB11 FB12 JA15 4L033 AB01 AC12 CA45 CA48 CA49
Claims (11)
- 【請求項１】 強化繊維からなる成形用繊維シートの１
枚を又は複数枚を積層して型内に配置し、型内に液状樹
脂を注入して成形する際における成形用繊維シートの厚
み方向の液状樹脂の含浸速度に対するこの厚み方向と直
交する層方向の最大液状樹脂含浸速度の比が２以下であ
る成形用繊維プリフォーム。 - 【請求項２】 成形用繊維シートがフィラメント数１０
００〜５００００本の炭素繊維糸条からなる、請求項１
記載の成形用繊維プリフォーム。 - 【請求項３】 成形用繊維シートがたて糸条とよこ糸条
とが互いに交差している二方向性織物である、請求項１
又は２に記載の成形用繊維プリフォーム。 - 【請求項４】 強化繊維糸条を一方向に配置したシート
状物の１層を又は複数層を積層して含み、強化繊維糸条
を実質的に屈曲させることなく強化繊維糸条のシート状
物の層が補助糸により織り止めされている、請求項１又
は２に記載の成形用繊維プリフォーム。 - 【請求項５】 複数枚積層した成形用繊維シートがバイ
ンダーにより繊維間接着されている、請求項１〜４のい
ずれかに記載の成形用繊維プリフォーム。 - 【請求項６】 成形用繊維シートの表面積に対するその
厚み方向に貫通する空隙部の前記表面積中に占める総面
積が１〜３０％である、請求項１〜５のいずれかに記載
の成形用繊維プリフォーム。 - 【請求項７】 強化繊維が （１）ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物
（Ａ）と不飽和二塩基酸とのエステルであって、その酸
価が５０以上であるエステル化合物、 （２）ビスフェノール類のジエポキシ化合物及びビスフ
ェノール類のアルキレンオキシド付加ジエポキシ化合物
（Ｂ）のいずれか一方又は両方と不飽和一塩基酸とのエ
ステルであって、分子の主鎖の片方の端部に不飽和基を
有し、他方の端部にエポキシ基をそれぞれ有するエステ
ル化合物、及び （３）平滑剤 を必須成分として含むサイズ剤を有する炭素繊維からな
る、請求項１〜６のいずれかに記載の成形用繊維プリフ
ォーム。 - 【請求項８】 ビスフェノール類のアルキレンオキシド
付加物（Ａ）が、エチレンオキシド又はプロピレンオキ
シドを２〜４モル付加したものである、請求項７記載の
成形用繊維プリフォーム。 - 【請求項９】 平滑剤が高級脂肪族系エーテル型ポリオ
キシエチレン付加物、高級脂肪酸ポリオキシエチレン付
加物、多価アルコールの高級脂肪酸エステル類及び多価
アルコールの高級脂肪酸エステル類のポリオキシエチレ
ン付加物からなる群から選ばれ、かつ、室温で液状の化
合物である、請求項７又は８記載の成形用繊維プリフォ
ーム。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載した成
形用繊維プリフォームを強化材として含む繊維強化プラ
スチック。 - 【請求項１１】 請求項１〜９のいずれかに記載した成
形用繊維プリフォームを強化材として型内に配置し、型
内に液状樹脂を注入して含浸させ、硬化一体化させるこ
とを含む繊維強化プラスチックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000227230A JP2002037904A (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 成形用繊維プリフォーム、繊維強化プラスチック及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000227230A JP2002037904A (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 成形用繊維プリフォーム、繊維強化プラスチック及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002037904A true JP2002037904A (ja) | 2002-02-06 |
| JP2002037904A5 JP2002037904A5 (ja) | 2007-08-16 |
Family
ID=18720715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000227230A Pending JP2002037904A (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 成形用繊維プリフォーム、繊維強化プラスチック及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002037904A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1998006551A2 (en) * | 1996-08-12 | 1998-02-19 | Owens Corning | Chemical treatments for fibers and wire-coated composite strands for molding fiber-reinforced thermoplastic composite articles |
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-
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- 2000-07-27 JP JP2000227230A patent/JP2002037904A/ja active Pending
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