JP4807477B2 - Manufacturing method of press-molded products - Google Patents

Manufacturing method of press-molded products Download PDF

Info

Publication number
JP4807477B2
JP4807477B2 JP2011105103A JP2011105103A JP4807477B2 JP 4807477 B2 JP4807477 B2 JP 4807477B2 JP 2011105103 A JP2011105103 A JP 2011105103A JP 2011105103 A JP2011105103 A JP 2011105103A JP 4807477 B2 JP4807477 B2 JP 4807477B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molded product
prepreg
press
preform
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2011105103A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011189747A (en
Inventor
雅登 本間
敦岐 土谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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 Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2011105103A priority Critical patent/JP4807477B2/en
Publication of JP2011189747A publication Critical patent/JP2011189747A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4807477B2 publication Critical patent/JP4807477B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、繊維強化基材に樹脂が含浸したプリプレグを積層して得られるプリフォームを用いたプレス成形品の製造方法に関し、さらに詳しくは、強化繊維が特定の二次元配向角を有し、特定の厚みを有するプリプレグを積層して得られるプリフォームを用いたプレス成形品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a press-formed product using a preform obtained by laminating a prepreg impregnated with a resin on a fiber-reinforced base material, and more specifically, the reinforcing fiber has a specific two-dimensional orientation angle, The present invention relates to a method for producing a press-formed product using a preform obtained by laminating prepregs having a specific thickness.

繊維強化プラスチック(FRP)は、軽量で優れた力学特性を有しており、電気・電子機器用途、土木・建築用途、機械・機構部品用途、ロボット用途、二輪車・自動車用途、宇宙・航空用途等に広く用いられている。これらのFRPに用いられる強化繊維には、アルミニウム繊維やステンレス繊維などの金属繊維、アラミド繊維やPBO繊維などの有機繊維、およびシリコンカーバイド繊維などの無機繊維や炭素繊維などが使用されているが、比強度、比剛性にとりわけ優れ、抜群の軽量性が得られる観点から炭素繊維が好適に用いられる。   Fiber Reinforced Plastic (FRP) is lightweight and has excellent mechanical properties, such as electrical / electronic equipment, civil engineering / architecture, machinery / mechanical parts, robot, motorcycle / automobile, space / aviation, etc. Widely used in The reinforcing fibers used in these FRPs include metal fibers such as aluminum fibers and stainless fibers, organic fibers such as aramid fibers and PBO fibers, and inorganic fibers such as silicon carbide fibers and carbon fibers. Carbon fiber is preferably used from the viewpoint of being particularly excellent in specific strength and specific rigidity, and capable of obtaining outstanding lightness.

ここで、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などFRPの代表的な形態として、プリプレグを積層して得られるプリフォームをプレス成形(加圧力の下で脱泡し賦形する成形方法)した成形品が挙げられる。このプリプレグは、連続した強化繊維を一方向に配列させるか、織物加工させるかをした強化繊維基材に、樹脂を含浸して製造する方法が一般的である。
このプリプレグを用いた成形品は優れた力学特性が得られる反面、強化繊維が連続体のまま使用されるために、複雑な形状を成形するには不向きであり、かつプリプレグの積層角度による特性への影響が大きいため、積層工程の経済的負担から、使用用途が制限されている。
Here, as a typical form of FRP such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP), a molded product obtained by press-molding a preform obtained by laminating a prepreg (a molding method in which defoaming and shaping under pressure) is performed. Can be mentioned. The prepreg is generally manufactured by impregnating a reinforcing fiber base material in which continuous reinforcing fibers are arranged in one direction or woven with a resin.
The molded product using this prepreg can provide excellent mechanical properties, but the reinforcing fiber is used as a continuous material, so it is unsuitable for molding complex shapes, and the properties depending on the prepreg lamination angle. Therefore, the usage is limited due to the economic burden of the lamination process.

特許文献1には、強化繊維を特定の長さに切断することで、複雑な形状の成形に有効なプリプレグが提案されているが、同様の積層工程を必要とするために、経済的負担を解消するには至っていない。   Patent Document 1 proposes a prepreg effective for forming a complicated shape by cutting a reinforcing fiber to a specific length. However, since a similar lamination process is required, an economic burden is imposed. It has not been resolved.

一方で、不連続な強化繊維を用いたFRPも提案されている。シートモールディングコンパウンド(SMC)や、ガラスマット基材(GMT)は、プレス成形に適した材料であるが、比強度、比剛性などの力学特性が低いこと、プリプレグのような薄肉の成形品への対応が困難であること、また成形時に樹脂が大きく流動するため等方的な力学特性が得られず、かつ特性のバラツキが大きいことなどの課題から、使用用途が制限されている。   On the other hand, FRP using discontinuous reinforcing fibers has also been proposed. Sheet molding compound (SMC) and glass mat substrate (GMT) are materials suitable for press molding, but they have low mechanical properties such as specific strength and specific rigidity, and are suitable for thin molded products such as prepregs. Applications are limited due to problems such as difficulty in handling, isotropic mechanical properties due to large flow of resin during molding, and large variations in properties.

特許文献2、3には、強化繊維を束状に分散させることで、より等方的な特性が得られるシート材料が提案されている。また、特許文献4には、炭素繊維を均一分散させることで力学特性に優れたシート材料が提案されている。しかしながら、いずれもプリプレグにように薄肉に加工することができず、また成形時に樹脂が大きく流動するため等方的な特性を損ない、力学特性も低下する場合がある。   Patent Documents 2 and 3 propose sheet materials that can obtain more isotropic characteristics by dispersing reinforcing fibers in a bundle. Patent Document 4 proposes a sheet material having excellent mechanical properties by uniformly dispersing carbon fibers. However, none of them can be processed into a thin wall like a prepreg, and since the resin flows greatly during molding, the isotropic characteristics may be impaired and the mechanical characteristics may be deteriorated.

さらに、特許文献5には、炭素繊維を単糸状にランダム分散させて固定した成形品が提案されている。この方法でも、プリプレグとして薄肉に加工するには限界があり、プリフォームの積層の自由度が制限されるほか、プリフォームを大量に製造することができないため経済的負担を解消するには至っていない。   Furthermore, Patent Document 5 proposes a molded article in which carbon fibers are randomly dispersed and fixed in a single yarn shape. Even with this method, there is a limit to processing a thin prepreg, and the degree of freedom of lamination of the preform is limited. In addition, since the preform cannot be manufactured in large quantities, the economic burden has not been solved. .

特開2007−146151号公報JP 2007-146151 A 特許第2507565号公報Japanese Patent No. 2507565 特許第1761874号公報Japanese Patent No. 1761874 特開平6−99431号公報JP-A-6-99431 国際公開第2007/97436号パンフレットInternational Publication No. 2007/97436 Pamphlet

本発明は、従来技術の背景に鑑み、積層成形品には不向きであった薄型成形品にも対応でき、等方的に力学特性に優れた、複雑形状のプレス成形品を得ることを目的とする。   In view of the background of the prior art, the present invention aims to obtain a complex-shaped press-molded product that is compatible with thin molded products that are not suitable for laminated molded products and isotropically excellent in mechanical properties. To do.

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、上記課題を達成することができる、次のプレス成形品の製造方法を見出した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found the following method for producing a press-molded product that can achieve the above-described problems.

すなわち、強化繊維基材に熱可塑性樹脂が含浸されてなるプリプレグを2層以上積層したプリフォームを加圧力を0.1〜100MPaとしてプレス成形するプレス成形品の製造方法であって、前記強化繊維基材が繊維長10mmを越える強化繊維が0〜50重量%、繊維長2〜10mmの強化繊維が50〜100重量%、繊維長2mm未満の強化繊維が0〜50重量%から構成され、前記プリプレグは、そこに含まれる強化繊維単糸(a)と該強化繊維単糸(a)と交差する強化繊維単糸(b)とで形成される二次元配向角の平均値が10〜80度であり、かつ23℃での厚みh0(mm)が0.03〜1mm、引張強度σが50〜1000MPaである、プレス成形品の製造方法である。   That is, a method for producing a press-molded product in which a preform in which two or more layers of prepregs impregnated with a thermoplastic resin are impregnated on a reinforcing fiber base material is press-molded at a pressure of 0.1 to 100 MPa, the reinforcing fiber The base material is composed of 0 to 50% by weight of reinforcing fibers having a fiber length exceeding 10 mm, 50 to 100% by weight of reinforcing fibers having a fiber length of 2 to 10 mm, and 0 to 50% by weight of reinforcing fibers having a fiber length of less than 2 mm, The prepreg has an average two-dimensional orientation angle of 10 to 80 degrees formed by the reinforcing fiber single yarn (a) and the reinforcing fiber single yarn (b) intersecting the reinforcing fiber single yarn (a). And a thickness h0 (mm) at 23 ° C. of 0.03 to 1 mm and a tensile strength σ of 50 to 1000 MPa.

また、前記プレス成形において、前記プリフォームのチャージ率を、金型のキャビティ投影面積に対し100%より大きくしてプレス成形することが好ましく、前記プレス成形において、加圧力を10〜100MPaとすることが好ましい。   Further, in the press molding, it is preferable to perform press molding with the charge rate of the preform being larger than 100% with respect to the cavity projected area of the mold, and in the press molding, the applied pressure is set to 10 to 100 MPa. Is preferred.

本発明は、繊維強化基材に熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグであって、強化繊維が特定の繊維長と特定の二次元配向角を有するプリプレグを2層以上積層したプリフォームを特定の加圧力でプレス成形するので、積層する際には積層角度に大きな制約を受けることなく、等方的に力学特性に優れたプレス成形品を得ることができる。本発明では、特定の厚みを有するプリプレグを用いるので、従来の積層成形品には不向きであった薄型成形品にも対応できるだけでなく、層内厚み方向の強化繊維の割合を抑えて面内の補強効果をより高めることができる。さらに本発明では、特定の引張強度を有するプリプレグを用いるので、積層する際の作業性に優れ、幅広い用途に適用する上で有効である。   The present invention relates to a prepreg in which a fiber reinforced base material is impregnated with a thermoplastic resin, and a reinforced prepreg having a specific fiber length and a specific two-dimensional orientation angle is laminated with a specific pressure. Therefore, a press-molded product having isotropically excellent mechanical properties can be obtained without being largely restricted by the stacking angle when stacking. In the present invention, since a prepreg having a specific thickness is used, not only can a thin molded product unsuitable for a conventional laminated molded product be used, but the ratio of reinforcing fibers in the in-layer thickness direction can be suppressed to reduce the in-plane thickness. The reinforcing effect can be further enhanced. Furthermore, in the present invention, since a prepreg having a specific tensile strength is used, the workability at the time of lamination is excellent, and it is effective in applying to a wide range of uses.

また、本発明では、厚み方向の強化繊維の割合を抑え、層間の干渉を低減して、プレス成形における賦形性を高めることができる。これにより、従来の積層成形品には不向きであった、複雑形状の成形性と力学特性を満足する成形品を得ることができる。   Moreover, in this invention, the ratio of the reinforcement fiber of the thickness direction can be suppressed, the interference between layers can be reduced, and the shaping property in press molding can be improved. As a result, it is possible to obtain a molded product that satisfies the moldability and mechanical characteristics of a complex shape, which is unsuitable for conventional laminated molded products.

本発明で用いるプリプレグにおける強化繊維の分散状態の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the dispersion state of the reinforced fiber in the prepreg used by this invention. プリプレグの二次元配向角測定用の焼き飛ばし治具の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of a burning jig for measuring the two-dimensional orientation angle of a prepreg 抄紙基材の製造装置の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of a papermaking substrate manufacturing device 本発明で得られる箱型形状成形品の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the box shape molded product obtained by this invention. 本発明で得られる箱型形状成形品の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the box shape molded product obtained by this invention. 本発明においてプリプレグとGMTとを用いた積層の模式図。The schematic diagram of the lamination | stacking which used the prepreg and GMT in this invention. 切り込み入り炭素繊維プリプレグの模式図。The schematic diagram of a carbon fiber prepreg with a cut. 自動車ボンネット成形品の模式図。Schematic diagram of an automobile bonnet molded product.

本発明で用いるプリプレグは、強化繊維基材に熱可塑性樹脂が含浸されてなるプリプレグであって、該強化繊維基材が繊維長10mmを越える強化繊維が0〜50重量%、繊維長2〜10mmの強化繊維が50〜100重量%、繊維長2mm未満の強化繊維が0〜50重量%から構成され、強化繊維単糸(a)と該強化繊維単糸(a)と交差する強化繊維単糸(b)とで形成される二次元配向角の平均値が10〜80度であり、かつ23℃での厚みh0(mm)が0.03〜1mm、引張強度σが50〜1000MPaである。まず、これらの構成要素について説明する。   The prepreg used in the present invention is a prepreg obtained by impregnating a reinforcing fiber base material with a thermoplastic resin, and the reinforcing fiber base material has 0-50% by weight of reinforcing fibers exceeding a fiber length of 10 mm, and a fiber length of 2-10 mm. Reinforcing fiber single yarn (a) and reinforcing fiber single yarn (a) intersecting with the reinforcing fiber single yarn (a), comprising 50 to 100% by weight of reinforcing fiber and 0 to 50% by weight of reinforcing fiber having a fiber length of less than 2 mm The average value of the two-dimensional orientation angles formed in (b) is 10 to 80 degrees, the thickness h0 (mm) at 23 ° C. is 0.03 to 1 mm, and the tensile strength σ is 50 to 1000 MPa. First, these components will be described.

本発明において、強化繊維基材とは、強化繊維をシート状、布帛状またはウェブ状などの形態に加工した前駆体を意味するものであり、強化繊維間に樹脂の含浸する空隙を有していれば、その形態や形状には特に制限はなく、例えば、強化繊維が有機繊維、有機化合物や無機化合物と混合されていたり、強化繊維同士が他の成分で目留めされていたり、強化繊維が樹脂成分と接着されていたりしてもよい。本発明では、強化繊維の二次元配向を容易に実現する観点から、乾式法や湿式法で得られる不織布形態で、強化繊維が十分に開繊され、かつ強化繊維同士が有機化合物で目留めされた基材が好ましい形状として例示できる。   In the present invention, the reinforcing fiber base means a precursor obtained by processing the reinforcing fibers into a sheet shape, a fabric shape, a web shape, or the like, and has a void between which the resin is impregnated. If there is no particular limitation on the shape and shape of the reinforcing fiber, for example, the reinforcing fiber is mixed with an organic fiber, an organic compound or an inorganic compound, the reinforcing fiber is abundant with other components, or the reinforcing fiber is It may be bonded to a resin component. In the present invention, from the viewpoint of easily realizing the two-dimensional orientation of the reinforcing fibers, the reinforcing fibers are sufficiently opened in a nonwoven fabric form obtained by a dry method or a wet method, and the reinforcing fibers are meshed with an organic compound. An example of the preferred substrate is a preferable shape.

また、本発明で用いられる強化繊維基材には、マトリックスとなる樹脂成分を含浸させるために十分な空隙を有することが好ましく、このため強化繊維基材には通気性を確保することが好ましい。通気性は、例えばJIS P8117に基づくガーレー式試験機法、あるいはASTM D737に基づくフラジール形法で測定することができる。このうち、より通気性に優れた材料を評価する目的で、ASTM D737に基づくフラジール形法で測定される空気量(cm/cm・s)を目安とすることが好ましく、好ましい空気量としては50以上であり、より好ましくは70以上であり、とりわけ好ましくは100以上である。また、空気量の上限には特に制限はないが、1000以下が一般的に例示できる。 Moreover, it is preferable that the reinforcing fiber base used in the present invention has a sufficient space for impregnating the resin component serving as a matrix. For this reason, the reinforcing fiber base preferably has air permeability. The air permeability can be measured, for example, by the Gurley type tester method based on JIS P8117 or the Frazier type method based on ASTM D737. Among these, for the purpose of evaluating a material with better air permeability, it is preferable to use the air amount (cm 3 / cm 2 · s) measured by the Frazier method based on ASTM D737 as a guideline, and as a preferable air amount Is 50 or more, more preferably 70 or more, and particularly preferably 100 or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of air quantity, 1000 or less can be illustrated generally.

本発明においてプリプレグに用いられる強化繊維としては特に制限はなく、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維、天然繊維、鉱物繊維などが使用でき、これらは1種または2種以上を併用してもよい。中でも、比強度、比剛性が高く軽量化効果の観点から、PAN系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が好ましく用いられる。また、得られるプレス成形品の経済性を高める観点から、ガラス繊維が好ましく用いることができ、とりわけ力学特性と経済性のバランスから炭素繊維とガラス繊維を併用することが好ましい。さらに、得られるプレス成形品の衝撃吸収性や賦形性を高める観点から、アラミド繊維が好ましく用いることができ、とりわけ力学特性と衝撃吸収性のバランスから炭素繊維とアラミド繊維を併用することが好ましい。また、得られるプレス成形品の導電性を高める観点から、ニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した強化繊維を用いることもできる。   The reinforcing fiber used in the prepreg in the present invention is not particularly limited, and for example, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, metal fiber, natural fiber, mineral fiber, etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, PAN-based, pitch-based and rayon-based carbon fibers are preferably used from the viewpoints of high specific strength and specific rigidity and a light weight reduction effect. In addition, glass fibers can be preferably used from the viewpoint of improving the economical efficiency of the obtained press-formed product, and it is particularly preferable to use carbon fibers and glass fibers in combination from the balance of mechanical properties and economic efficiency. Furthermore, aramid fibers can be preferably used from the viewpoint of improving the impact absorbability and formability of the obtained press-molded product, and it is particularly preferable to use carbon fibers and aramid fibers in combination from the balance of mechanical properties and impact absorbability. . Further, from the viewpoint of enhancing the conductivity of the obtained press-formed product, reinforcing fibers coated with a metal such as nickel, copper, ytterbium, etc. can also be used.

本発明で用いるプリプレグは、前記強化繊維基材の空隙に樹脂が含浸されることで、プリプレグとしての形状を保持して、強化繊維を固定した状態で安定して積層してプリフォームとすることができ、積層工程での経済的負担を低減することができる。とりわけ、積層する際に、プリプレグの取扱い性を高め、かつ人的労力を削減する観点から、強化繊維の配向を特定の範囲とすることが重要であり、これにより厚み方向の干渉を防ぎ、プリプレグを簡易に積層してもプレス成形品の等方性を確保することができる。さらには、強化繊維の長さを特定の範囲とすることで、得られるプレス成形品の力学特性が優れるだけでなく、プリプレグまたはこれを積層して得られるプリフォームの厚み膨張をおさえ、サイズや形状の制約なく移送し、成形工程に供することが可能となる。   The prepreg used in the present invention is a preform in which the reinforcing fiber base material is impregnated with a resin so that the shape of the prepreg is maintained and the reinforcing fibers are fixed and stably laminated. It is possible to reduce the economic burden in the lamination process. In particular, it is important to make the orientation of the reinforcing fibers within a specific range from the viewpoint of improving the handling of the prepreg and reducing human labor when laminating, thereby preventing interference in the thickness direction, The isotropic property of the press-formed product can be ensured even if the layers are simply laminated. Furthermore, by setting the length of the reinforcing fiber within a specific range, not only the mechanical properties of the obtained press-molded product are excellent, but also the thickness expansion of the prepreg or a preform obtained by laminating the prepreg is suppressed. It can be transferred without restriction of the shape and used for the molding process.

ここで、本発明における強化繊維の繊維長としては、繊維長10mmを越える強化繊維が0〜50重量%、繊維長2〜10mmの強化繊維が50〜100重量%、繊維長2mm未満の強化繊維が0〜50重量%から構成されることが重要であり、10mmより長い強化繊維が50重量%を越えると、積層工程ないし成形工程での厚み膨張が大きくなり取扱い性を損なう場合がある。また、2mm未満の強化繊維が50重量%を越えると、得られるプレス成形品の力学特性が低下する場合があるばかりか、プリプレグまたはそれを積層して得られるプリフォームに十分な強度が確保できずに成形性を損なう場合がある。これらの観点から、好ましくは繊維長3〜8mmの強化繊維が80〜100重量%から構成され、より好ましくは、繊維長の分布が少なくとも2つのピークを有し、一方のピークが繊維長5〜10mmの範囲内にあり、もう一方のピークが2〜5mmの範囲内にある強化繊維から構成される。繊維長の分布をより好ましい範囲とすることで、力学特性を確保する強化繊維と、積層工程ないし成形工程でのプリフォームの取扱い性を確保する強化繊維とを併用でき、両方の特性を容易に両立することができる。なお、ここでの強化繊維の重量割合は、強化繊維を100%としたときの、数平均での繊維長の割合を表す。   Here, as the fiber length of the reinforcing fiber in the present invention, the reinforcing fiber having a fiber length exceeding 10 mm is 0 to 50% by weight, the reinforcing fiber having a fiber length of 2 to 10 mm is 50 to 100% by weight, and the reinforcing fiber having a fiber length of less than 2 mm. It is important that the reinforcing fiber is composed of 0 to 50% by weight. If the reinforcing fiber longer than 10 mm exceeds 50% by weight, the thickness expansion in the laminating process or the molding process is increased, and the handling property may be impaired. Further, if the reinforcing fiber of less than 2 mm exceeds 50% by weight, the mechanical properties of the obtained press-molded product may be deteriorated, and sufficient strength can be secured for the prepreg or a preform obtained by laminating it. In some cases, moldability may be impaired. From these viewpoints, the reinforcing fiber having a fiber length of 3 to 8 mm is preferably composed of 80 to 100% by weight, and more preferably, the fiber length distribution has at least two peaks, and one peak has a fiber length of 5 to 5%. It is comprised from the reinforced fiber which exists in the range of 10 mm, and the other peak exists in the range of 2-5 mm. By making the fiber length distribution within a more preferable range, it is possible to use both reinforcing fibers that secure mechanical properties and reinforcing fibers that ensure the handling of preforms in the lamination process or molding process. It can be compatible. In addition, the weight ratio of a reinforced fiber here represents the ratio of the fiber length in a number average when a reinforced fiber is 100%.

強化繊維の繊維長の測定方法としては、例えば、強化繊維基材から直接強化繊維を摘出する方法や、またはプリプレグの樹脂のみを溶解する溶剤を用いて溶解させ、残った強化繊維を濾別して顕微鏡観察により測定する方法がある(溶解法)。樹脂を溶解する溶剤がない場合には、強化繊維が酸化減量しない温度範囲において樹脂のみを焼き飛ばし、強化繊維を分別して顕微鏡観察により測定する方法(焼き飛ばし法)などがある。測定は強化繊維を無作為に400本選び出し、その長さを1μm単位まで光学顕微鏡にて測定し、繊維長とその割合を測定することができる。なお、強化繊維基材から直接強化繊維を摘出する方法と、プリプレグから焼き飛ばし法や溶解法で強化繊維を摘出する方法とを比較した場合、条件を適切に選定することで、得られる結果に特別な差異を生じることはない。   As a method for measuring the fiber length of the reinforcing fiber, for example, a method in which the reinforcing fiber is directly extracted from the reinforcing fiber base or a solvent that dissolves only the resin of the prepreg is dissolved, and the remaining reinforcing fiber is filtered and microscopically observed. There is a method of measuring by observation (dissolution method). In the case where there is no solvent for dissolving the resin, there is a method (burn-off method) in which only the resin is burned off in a temperature range where the reinforcing fibers are not oxidatively reduced, and the reinforcing fibers are separated and measured by microscopic observation. In the measurement, 400 reinforcing fibers are selected at random, and the length is measured with an optical microscope up to a unit of 1 μm, and the fiber length and its ratio can be measured. In addition, when comparing the method of extracting the reinforcing fiber directly from the reinforcing fiber substrate and the method of extracting the reinforcing fiber from the prepreg by the burning method or the dissolution method, the results obtained by appropriately selecting the conditions There is no special difference.

さらに、本発明における強化繊維の配向としては、二次元配向角で整理することができる。一般的に強化繊維基材は強化繊維が束状になって構成されているケースが多く、このためプリプレグとして等方性を確保するのが難しく、かつ束内への樹脂含浸が十分でなく、成形品の強度低下の原因となる場合がある。強化繊維束が単糸に分散したとしても、強化繊維の単糸同士が平行して接触してしまうと同様の結果となる。さらには、厚み方向への繊維配向は、プリプレグまたはそれを積層して得られるプリフォームの厚み膨張の原因となり、取扱い性や成形性を著しく損なう場合がある。   Furthermore, the orientation of the reinforcing fibers in the present invention can be organized by a two-dimensional orientation angle. In general, the reinforcing fiber base is often configured by a bundle of reinforcing fibers, so it is difficult to ensure isotropy as a prepreg, and the resin impregnation into the bundle is not sufficient, It may cause a decrease in strength of the molded product. Even if the reinforcing fiber bundle is dispersed in the single yarn, the same result is obtained if the single yarns of the reinforcing fibers come in contact with each other in parallel. Furthermore, the fiber orientation in the thickness direction causes a thickness expansion of the prepreg or a preform obtained by laminating the prepreg, and the handling property and moldability may be significantly impaired.

ここで、二次元配向角としては、本発明における、強化繊維単糸(a)と該強化繊維単糸(a)と交差する強化繊維単糸(b)とで形成される二次元配向角について図面を用いて説明する。図1は本発明で用いるプリプレグの一例の強化繊維のみを面方向から観察した場合の、強化繊維の分散状態を表した模式図である。強化繊維単糸1に着目すると、強化繊維単糸1は強化繊維単糸2〜7と交差している。ここで交差とは、観察した二次元平面において着目した強化繊維単糸(a)が他の強化繊維単糸(b)と交わって観察される状態のことを意味する。ここで実際のプリプレグにおいて、強化繊維1と強化繊維2〜7が必ずしも接触している必要はない。二次元配向角は交差する2つの強化繊維単糸が形成する2つの角度のうち、0度以上90度以下の角度8と定義する。   Here, as the two-dimensional orientation angle, in the present invention, the two-dimensional orientation angle formed by the reinforcing fiber single yarn (a) and the reinforcing fiber single yarn (b) intersecting the reinforcing fiber single yarn (a). This will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a dispersion state of reinforcing fibers when only reinforcing fibers as an example of a prepreg used in the present invention are observed from the surface direction. When paying attention to the reinforcing fiber single yarn 1, the reinforcing fiber single yarn 1 intersects with the reinforcing fiber single yarns 2-7. Crossing here means a state in which the reinforcing fiber single yarn (a) focused on the observed two-dimensional plane intersects with another reinforcing fiber single yarn (b). Here, in the actual prepreg, the reinforcing fibers 1 and the reinforcing fibers 2 to 7 do not necessarily have to be in contact with each other. The two-dimensional orientation angle is defined as an angle 8 of 0 degree or more and 90 degrees or less among two angles formed by two intersecting reinforcing fiber single yarns.

具体的にプリプレグから二次元配向角の平均値を測定する方法には特に制限はないが、例えば、プリプレグの表面から強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。この場合プリプレグ表面を研磨して繊維を露出させることで、より強化繊維を観察しやすくなるため好ましい。また、プリプレグに透過光を利用して強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。この場合プリプレグを薄くスライスすることで、より強化繊維を観察しやすくなるため好ましい。さらに、プリプレグをX線CT透過観察して強化繊維の配向画像を撮影する方法も例示できる。X線透過性の高い強化繊維の場合には、強化繊維にトレーサ用の繊維を混合しておく、あるいは強化繊維にトレーサ用の薬剤を塗布しておくと、より強化繊維を観察しやすくなるため好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in the method of measuring the average value of a two-dimensional orientation angle from a prepreg specifically, For example, the method of observing the orientation of a reinforced fiber from the surface of a prepreg can be illustrated. In this case, it is preferable to polish the surface of the prepreg to expose the fibers because the reinforcing fibers can be more easily observed. Moreover, the method of observing the orientation of a reinforced fiber using transmitted light for a prepreg can be illustrated. In this case, it is preferable to slice the prepreg thinly because it becomes easier to observe the reinforcing fibers. Furthermore, a method of photographing the orientation image of the reinforcing fiber by observing the prepreg through X-ray CT can be exemplified. In the case of reinforcing fibers with high X-ray permeability, it is easier to observe reinforcing fibers by mixing tracer fibers with reinforcing fibers or applying tracer chemicals to reinforcing fibers. preferable.

また、上記方法で測定が困難な場合には、強化繊維の構造を崩さないように樹脂を除去した後に強化繊維の配向を観察する方法が例示できる。例えば図2(a)に示すように、プリプレグを2枚のステンレス製メッシュに挟み、プリプレグが動かないようにネジなどで固定してから樹脂成分を焼き飛ばし、得られる強化繊維基材(図2(b))を光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察して測定することができる。   Moreover, when measurement is difficult by the above method, a method of observing the orientation of the reinforcing fibers after removing the resin so as not to destroy the structure of the reinforcing fibers can be exemplified. For example, as shown in FIG. 2 (a), the prepreg is sandwiched between two stainless steel meshes, fixed with screws so that the prepreg does not move, and then the resin component is burned off. (B)) can be observed and measured with an optical microscope or an electron microscope.

本発明でいう二次元配向角の平均値とは、以下の手順I、IIで測定する。
I.無作為に選択した強化繊維単糸(a)(図1における強化繊維単糸1)に対して交差している全ての強化繊維単糸(b)(図1における強化繊維単糸2〜7)との二次元配向角の平均値を測定する。強化繊維単糸(a)に交差する強化繊維単糸(b)が多数の場合には、交差する強化繊維単糸(b)を無作為に20本選び測定した平均値を代用してもよい。
II.上記Iの測定を別の強化繊維単糸に着目して合計5回繰り返し、その平均値を二次元配向角の平均値として算出する。
The average value of the two-dimensional orientation angle in the present invention is measured by the following procedures I and II.
I. All reinforcing fiber single yarns (b) intersecting with randomly selected reinforcing fiber single yarns (a) (reinforcing fiber single yarns 1 in FIG. 1) (reinforcing fiber single yarns 2 to 7 in FIG. 1) The average value of the two-dimensional orientation angle is measured. When there are a large number of reinforcing fiber single yarns (b) that intersect the reinforcing fiber single yarn (a), an average value obtained by randomly selecting and measuring 20 reinforcing fiber single yarns (b) may be substituted. .
II. The measurement of I is repeated 5 times in total focusing on another reinforcing fiber single yarn, and the average value is calculated as the average value of the two-dimensional orientation angle.

本発明での強化繊維の二次元配向角の平均値は10〜80度であり、好ましくは20〜70度であり、より好ましくは30〜60度であり、理想的な角度である45度に近づくほど好ましい。二次元配向角の平均値が10度未満または80度より大きいと、強化繊維が束状のまま多く存在していることを意味しており、力学特性が低下するだけでなく、二次元の等方性が損なう場合や、厚み方向の強化繊維が無視できず積層工程での経済的負担が大きくなる場合がある。   The average value of the two-dimensional orientation angle of the reinforcing fiber in the present invention is 10 to 80 degrees, preferably 20 to 70 degrees, more preferably 30 to 60 degrees, and an ideal angle of 45 degrees. The closer it is, the better. When the average value of the two-dimensional orientation angle is less than 10 degrees or greater than 80 degrees, it means that many reinforcing fibers are present in a bundle, and not only the mechanical properties are deteriorated but also two-dimensional etc. In some cases, the directivity is impaired, or the reinforcing fibers in the thickness direction cannot be ignored, and the economic burden in the laminating process increases.

二次元配向角を理想的な角度に近づけるには、強化繊維基材を製造する際に、強化繊維を分散させ、かつ平面的に配置することで達成できる。強化繊維の分散を高めるために、乾式法では、開繊バーを設ける方法やさらに開繊バーを振動させる方法、さらにカードの目をファインにする方法や、カードの回転速度を調整する方法などが例示できる。湿式法でも、強化繊維を分散させる際の攪拌条件を調整する方法、濃度を希薄化する方法、溶液粘度を調整する方法、分散液を移送させる際に渦流を抑制する方法などが例示できる。また平面的に配置するために、乾式法では、強化繊維を集積する際に、静電気を用いる方法、整流化したエアを用いる方法、コンベアの引取速度を調整する方法などが例示できる。湿式法でも、超音波などで分散した強化繊維の再凝集を防止する方法、濾過速度を調整する方法、コンベアのメッシュ径を調整する方法、コンベアの引取速度を調整する方法などが例示できる。これらの方法は、特に限定されるものではなく、強化繊維基材の状態を確認しながら、その他の製造条件を制御することでも達成できる。特に湿式法で製造する場合には、例えば図3に例示するような抄紙基材の製造装置を用いる方法が例示できる。投入繊維の濃度を増やすことで、得られる強化繊維基材の目付を増やすことができる。さらに、分散液の流速(流量)とメッシュコンベアの速度を調整することでも目付を調整することができる。例えば、メッシュコンベアの速度を一定にして、分散液の流速を増やすことで得られる強化繊維基材の目付を増やすことができる。逆にメッシュコンベアの速度を一定にして、分散液の流速を減らすことで、得られる強化繊維基材の目付を減らすこともできる。さらには、分散液の流速に対して、メッシュコンベアの速度を調整することで、繊維の配向をコントロールすることも可能である。例えば、分散液の流速にたいして、メッシュコンベアの速度を速くすることで、得られる強化繊維基材中の繊維の配向がメッシュコンベアの引き取り方向に向きやすくなる。このように各種パラメータを調整し、強化繊維基材の製造が可能である。   In order to make the two-dimensional orientation angle close to an ideal angle, it can be achieved by dispersing the reinforcing fibers and arranging them in a plane when the reinforcing fiber substrate is manufactured. In order to increase the dispersion of reinforcing fibers, the dry method includes a method of providing a fiber opening bar, a method of vibrating the fiber opening bar, a method of further finely adjusting the card eye, and a method of adjusting the rotation speed of the card. It can be illustrated. Examples of the wet method include a method of adjusting the stirring conditions when dispersing the reinforcing fibers, a method of diluting the concentration, a method of adjusting the solution viscosity, and a method of suppressing eddy currents when the dispersion is transferred. Moreover, in order to arrange in a plane, the dry method can be exemplified by a method of using static electricity, a method of using rectified air, a method of adjusting the take-up speed of the conveyor, etc. when collecting reinforcing fibers. Examples of the wet method include a method for preventing reaggregation of reinforcing fibers dispersed by ultrasonic waves, a method for adjusting a filtration speed, a method for adjusting a mesh diameter of a conveyor, a method for adjusting a take-up speed of a conveyor, and the like. These methods are not particularly limited, and can also be achieved by controlling other production conditions while confirming the state of the reinforcing fiber substrate. In particular, when producing by a wet method, for example, a method using a papermaking substrate production apparatus as exemplified in FIG. 3 can be exemplified. By increasing the concentration of the input fiber, the basis weight of the obtained reinforcing fiber substrate can be increased. Furthermore, the basis weight can be adjusted by adjusting the flow rate (flow rate) of the dispersion and the speed of the mesh conveyor. For example, the basis weight of the reinforcing fiber base obtained by increasing the flow rate of the dispersion liquid while keeping the speed of the mesh conveyor constant can be increased. On the contrary, the basis weight of the resulting reinforcing fiber substrate can be reduced by making the speed of the mesh conveyor constant and reducing the flow rate of the dispersion liquid. Furthermore, the fiber orientation can be controlled by adjusting the speed of the mesh conveyor with respect to the flow rate of the dispersion. For example, by increasing the speed of the mesh conveyor with respect to the flow rate of the dispersion liquid, the orientation of the fibers in the obtained reinforcing fiber base is easily oriented in the take-up direction of the mesh conveyor. Thus, various parameters can be adjusted and a reinforced fiber base material can be manufactured.

本発明で用いるプリプレグにおける強化繊維基材の重量割合は、力学特性と成形性を両立する観点から、プリプレグ100重量%に対して5〜60重量%が好ましく、より好ましくは10〜50重量%であり、さらに好ましくは15〜40重量%である。本発明で用いるプリプレグでは、強化繊維基材の空隙に樹脂を含浸させる必要があるが、その含浸率は好ましくは30〜100%であり、より好ましくは40〜100%であり、さらに好ましくは50〜100%である。含浸率が好ましい範囲であれば、本発明の効果である、プリプレグの取扱い性や、成形性を損なうことなく使用できる。また、本発明で得られるプレス成形品の軽量性を高める観点から、含浸率が100%の換算したときの、強化繊維の体積割合は50%以下であることが好ましく、より好ましくは40%以下であり、さらに好ましくは10〜30%である。   The weight ratio of the reinforcing fiber base in the prepreg used in the present invention is preferably 5 to 60% by weight, more preferably 10 to 50% by weight with respect to 100% by weight of the prepreg, from the viewpoint of achieving both mechanical properties and moldability. More preferably, it is 15 to 40% by weight. In the prepreg used in the present invention, it is necessary to impregnate the resin in the voids of the reinforcing fiber base. The impregnation ratio is preferably 30 to 100%, more preferably 40 to 100%, and further preferably 50. ~ 100%. If the impregnation rate is in a preferable range, the prepreg can be used without impairing the handling property and moldability, which are the effects of the present invention. Further, from the viewpoint of increasing the lightness of the press-molded product obtained in the present invention, the volume ratio of the reinforcing fibers when the impregnation rate is converted to 100% is preferably 50% or less, more preferably 40% or less. More preferably, it is 10 to 30%.

含浸率の測定方法としては、特に制限はなく、例えば以下に示す簡便な方法で測定することができる。まず、プリプレグの断面観察を行い顕微鏡写真から空隙の総面積を計算して強化繊維基材の面積で除する方法、プリプレグの23℃での厚みh0とそれをプレス成形した後の23℃での厚みhc0との比(hc0/h0)から求める方法、また各材料の使用割合から求めた理論密度とプリプレグの嵩密度との比から求める方法などが例示できる。ここでは、プリプレグの厚み方向断面を観察して、断面における空隙部分の面積と断面全体の面積とを測定して算出する方法を具体的に説明する。すなわち、プリプレグをエポキシなどの熱硬化性樹脂で包埋し、プリプレグの断面端部にあたる面を研磨し、幅500〜1000μm程度の範囲を光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察し、コントラスト比において、樹脂が含浸している部位と、樹脂が含浸していない部位の面積を求め、次式により樹脂含浸率を算出する方法である。
・樹脂含浸率(%)=100×(樹脂が含浸している部位の総面積)/(プリプレグの観察部位の断面積)。
There is no restriction | limiting in particular as a measuring method of an impregnation rate, For example, it can measure with the simple method shown below. First, cross-sectional observation of the prepreg and calculating the total area of the voids from the micrograph and dividing by the area of the reinforcing fiber substrate, the thickness h0 of the prepreg at 23 ° C. and the press molding at 23 ° C. Examples thereof include a method of obtaining from the ratio (hc0 / h0) to the thickness hc0 and a method of obtaining from the ratio of the theoretical density obtained from the use ratio of each material and the bulk density of the prepreg. Here, the method of observing the thickness direction cross section of a prepreg and measuring and calculating the area of the space | gap part in a cross section and the area of the whole cross section is demonstrated concretely. That is, the prepreg is embedded with a thermosetting resin such as epoxy, the surface corresponding to the end of the cross section of the prepreg is polished, and a range of about 500 to 1000 μm in width is observed with an optical microscope or an electron microscope. In this method, the area of the impregnated portion and the portion of the portion not impregnated with the resin are obtained, and the resin impregnation rate is calculated by the following equation.
Resin impregnation rate (%) = 100 × (total area of the part impregnated with resin) / (cross-sectional area of the observation part of the prepreg).

また、プリプレグの嵩密度は、プリプレグの23℃での体積と、重量から求めることができる。本発明のプリプレグの好ましい嵩密度は0.8〜1.5であり、より好ましくは0.9〜1.4、さらに好ましくは1.0〜1.3である。嵩密度が好ましい範囲であれば、本発明により得られる成形品が十分な軽量性を確保することができる。同様に、プリプレグの目付としては好ましくは10〜500g/mであり、より好ましくは30〜400g/mであり、さらに好ましくは100〜300g/mである。 The bulk density of the prepreg can be determined from the volume of the prepreg at 23 ° C. and the weight. The preferred bulk density of the prepreg of the present invention is 0.8 to 1.5, more preferably 0.9 to 1.4, and still more preferably 1.0 to 1.3. If the bulk density is in a preferred range, the molded product obtained according to the present invention can ensure sufficient lightness. Similarly, as the basis weight of the prepreg is preferably 10 to 500 g / m 2, more preferably from 30 to 400 g / m 2, more preferably from 100 to 300 g / m 2.

本発明で用いるプリプレグの厚みは、積層してプリフォーム化する工程での取扱い性の観点から、23℃での厚みh0で0.03〜1mmであり、好ましくは0.05〜0.8mmであり、より好ましくは0.1〜0.6mmである。h0が0.03mm未満ではプリプレグが破ける場合があり、1mmを越えると賦形性を損なう場合がある。   The thickness of the prepreg used in the present invention is 0.03 to 1 mm at a thickness h0 at 23 ° C., preferably 0.05 to 0.8 mm, from the viewpoint of handleability in the step of laminating and forming a preform. Yes, more preferably 0.1 to 0.6 mm. If h0 is less than 0.03 mm, the prepreg may be broken, and if it exceeds 1 mm, the formability may be impaired.

本発明で用いるプリプレグは、プリフォームにした場合の成形時の厚み膨張を抑えることで、金型への安定した移送を行うことができ好ましい。ここで、プリプレグの積層工程や、プリフォームの成型工程では、賦形性や接着性を制御する観点から予熱を行う場合があり、従って、前記プリプレグの(n×100)℃での厚みhn(mm)が、h0≦hn≦h0×(2n+1)(nは、1,2,3,4から選ばれる少なくとも一つの自然数。)であることが好ましく、より好ましくはh0≦hn≦h0×2nであり、とりわけ好ましくはh0≦hn≦h0×(2n―1)である。なお、(n×100)℃におけるプリプレグの厚みは、プリプレグを測定する温度雰囲気下に10分間放置したのちにノギスやレーザー変位計、厚みをカメラ撮影して計測するなどの既存の計測手段を用いて測定できる。   The prepreg used in the present invention is preferable because it can be stably transferred to a mold by suppressing the expansion of the thickness at the time of molding when it is formed into a preform. Here, in the prepreg lamination step and the preform molding step, preheating may be performed from the viewpoint of controlling the formability and adhesiveness, and therefore the thickness hn (n × 100) ° C. of the prepreg mm) is preferably h0 ≦ hn ≦ h0 × (2n + 1) (n is at least one natural number selected from 1, 2, 3, 4), and more preferably h0 ≦ hn ≦ h0 × 2n. And particularly preferably h0 ≦ hn ≦ h0 × (2n−1). In addition, the thickness of the prepreg at (n × 100) ° C. is measured using existing measuring means such as a caliper, a laser displacement meter, and measuring the thickness by photographing with a camera after being left in the temperature atmosphere for measuring the prepreg for 10 minutes. Can be measured.

ここで、nが大きいほど使用される雰囲気温度が高いことを意味しており、プリプレグは雰囲気温度が高くなるほど厚み膨張が大きくなる傾向を示す。これは、単純な体積膨張に加え、強化繊維同士の厚み方向の干渉であり、この現象は樹脂が低粘度化するほど顕著になるため、より雰囲気温度依存性が高い。さらには、使用される樹脂の分解や発泡による厚み膨張も挙げられる。従って、nについては、使用される材料によって適切な数字を選択することができる。   Here, it means that the atmospheric temperature used is higher as n is larger, and the prepreg tends to increase in thickness expansion as the atmospheric temperature increases. This is interference in the thickness direction between the reinforcing fibers in addition to simple volume expansion, and this phenomenon becomes more prominent as the viscosity of the resin is lowered, and thus the temperature dependence is higher. Furthermore, the expansion of the thickness by decomposition | disassembly and foaming of resin to be used is also mentioned. Therefore, an appropriate number can be selected for n depending on the material used.

n=1(雰囲気温度100℃)については、乾燥温度および積層工程時に用いる一般的な温度であり、ここでの厚み膨張はh0の3倍以下が、プリフォームの厚みを安定して小さくでき、積層工程の負荷を低減する観点から好ましい。また、n=2(雰囲気温度200℃)については、一般的な熱硬化性樹脂の硬化や、低融点の熱可塑性樹脂の加工温度であり、ここでの厚み膨張はh0の5倍以下が、成形工程における金型への移送などの取扱性や安定した賦形性を確保する観点から好ましい。さらに、n=3(雰囲気温度300℃)については、一般的な汎用エンジニアリングプラスチックの加工温度の上限にあたり、ここでの厚み膨張はh0の7倍以下が、樹脂分解が少なく、プリプレグまたはプリフォームを安全に安定して取扱える観点から好ましい。最後に、n=4(雰囲気温度400℃)については、一般的なスーパーエンジニアリングプラスチックの加工温度であり、それ以外の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂は分解が促進され、強化繊維基材の厚み膨張は最大点に近くなる。従って、厚み膨張はh0の9倍以下が、強化繊維の厚み方向の配置割合を抑え、プリプレグの安定した取扱い性の観点から好ましい。   About n = 1 (atmosphere temperature 100 ° C.), it is a general temperature used in the drying temperature and the lamination process, and the thickness expansion here is 3 times or less of h0, and the thickness of the preform can be stably reduced. It is preferable from the viewpoint of reducing the load of the lamination process. Further, n = 2 (atmosphere temperature 200 ° C.) is a curing temperature of a general thermosetting resin or a processing temperature of a low melting point thermoplastic resin, and the thickness expansion here is 5 times or less of h0. This is preferable from the viewpoint of ensuring handling properties such as transfer to a mold in the molding process and stable shaping. Furthermore, for n = 3 (atmosphere temperature 300 ° C.), it is the upper limit of the processing temperature of general general-purpose engineering plastics. The thickness expansion here is 7 times or less of h0, and there is little resin decomposition, and prepreg or preform is used. It is preferable from the viewpoint that it can be handled safely and stably. Finally, n = 4 (atmospheric temperature 400 ° C.) is the processing temperature of general super engineering plastics, and other thermoplastic resins and thermosetting resins are accelerated in decomposition, and the thickness of the reinforcing fiber base Expansion is close to the maximum point. Accordingly, the thickness expansion is preferably 9 times or less of h0 from the viewpoint of stable handling of the prepreg while suppressing the arrangement ratio of the reinforcing fibers in the thickness direction.

強化繊維の厚み方向の配置割合を抑える方法としては、上述のとおり、強化繊維基材を製造する際に、強化繊維を分散させ、かつ平面的に配置することで達成できる。平面的に配置するために、乾式法では、強化繊維を集積する際に、静電気を用いる方法、整流化したエアを用いる方法、コンベアの引取速度を調整する方法などが例示できる。湿式法でも、超音波などで分散した強化繊維の再凝集を防止する方法、濾過速度を調整する方法、コンベアのメッシュ径を調整する方法、コンベアの引取速度を調整する方法などが例示できる。特に良好な分散状態を維持したままコンベアで強化繊維基材を吸引しながら連続的に引取る方法は、コンベアの流れに合わせてコンベア上にコンベア平面と平行な方向に強化繊維を強制的に倒して強化繊維基材を作製できることから、強化繊維の厚み方向の配置割合を抑える方法として好ましい。   As a method of suppressing the arrangement ratio of the reinforcing fibers in the thickness direction, as described above, it can be achieved by dispersing the reinforcing fibers and arranging them in a plane when the reinforcing fiber substrate is manufactured. In order to arrange in a plane, the dry method can be exemplified by a method of using static electricity, a method of using rectified air, a method of adjusting the take-up speed of the conveyor, and the like when collecting reinforcing fibers. Examples of the wet method include a method for preventing reaggregation of reinforcing fibers dispersed by ultrasonic waves, a method for adjusting a filtration speed, a method for adjusting a mesh diameter of a conveyor, a method for adjusting a take-up speed of a conveyor, and the like. The method of pulling the reinforcing fiber substrate continuously while sucking the reinforcing fiber with the conveyor while maintaining a particularly good dispersion state is to force the reinforcing fiber to fall on the conveyor in a direction parallel to the conveyor plane in accordance with the flow of the conveyor. Therefore, it is preferable as a method for suppressing the arrangement ratio of reinforcing fibers in the thickness direction.

測定する温度雰囲気が非常に高温の場合で、直接測定することが困難なときは、厚みが安定した状態を維持できるように処置してから、測定が可能な温度に調整してから測定してもよい。例えば熱可塑性樹脂のプリプレグであれば、融点または軟化点以上の高温雰囲気下では樹脂が流動しているが、室温まで冷却することで、プリプレグの樹脂が固化し厚みを固定した状態で測定できる。   If the temperature atmosphere to be measured is very high and it is difficult to measure directly, measure the temperature after adjusting the temperature so that the thickness can be kept stable. Also good. For example, in the case of a prepreg made of a thermoplastic resin, the resin flows in a high temperature atmosphere at a melting point or a softening point or higher. However, by cooling to room temperature, the prepreg resin is solidified and the thickness can be measured.

厚みの測定部位については、プリプレグにおいて2点X、Yを、該プリプレグの面内において直線距離XYが最も長くなるように決定する。次に該直線XYを10等分以上した際の両端XYを除く各分割点を厚みの測定点とする。各測定点における厚みの平均値をプリプレグの厚みとする。   For the thickness measurement site, the two points X and Y in the prepreg are determined so that the linear distance XY is the longest in the plane of the prepreg. Next, each dividing point excluding both ends XY when the straight line XY is divided into 10 or more equal parts is taken as a thickness measurement point. Let the average value of the thickness in each measurement point be the thickness of a prepreg.

本発明において、プリプレグに使用される樹脂としては、強化繊維基材に含浸性を有し、積層工程での取扱い性を確保するための引張強度が達成できる樹脂として、以下に示す熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂と未硬化状態の熱硬化性樹脂との混合物を使用する。   In the present invention, as the resin used for the prepreg, as a resin that has an impregnating property to the reinforcing fiber base and can achieve a tensile strength for ensuring the handleability in the lamination process, Alternatively, a mixture of a thermoplastic resin and an uncured thermosetting resin is used.

積層工程での取扱い性を確保するための引張強度σは、数値が高いほど、高速かつ経済性に優れた積層工程、成形工程に供することができるが、少なくとも50MPaが必要である。50MPa未満では積層時、または成形時の操作においてプリプレグが破けるなどの問題が発生する場合がある。また、プリプレグの等方性の指標として、引張強度σが、測定方向による最大引張強度σMaxと最小引張強度σMinとの関係において、σMax≦σMin×2であることが好ましく、より好ましくはσMax≦σMin×1.8であり、さらに好ましくはσMax≦σMin×1.5である。σの等方性が高いほど、積層工程での経済的負荷を削減することができる観点から好ましい。   As the tensile strength σ for ensuring the handleability in the laminating process, the higher the numerical value, the higher the speed and the more economical the laminating process and the molding process can be. However, at least 50 MPa is required. If it is less than 50 MPa, problems such as rupture of the prepreg may occur in the operation during lamination or molding. Further, as an isotropic index of the prepreg, the tensile strength σ is preferably σMax ≦ σMin × 2, more preferably σMax ≦ σMin, in the relationship between the maximum tensile strength σMax and the minimum tensile strength σMin in the measurement direction. × 1.8, and more preferably σMax ≦ σMin × 1.5. Higher isotropicity of σ is preferable from the viewpoint of reducing the economic load in the stacking process.

プリプレグの引張強度は、プリプレグから試験片を切り出し、ISO527−3法(1995)に従い引張特性を測定して求める。試験片は、任意の方向を0度方向とし、+45度、−45度、90度方向の4方向について測定する。それぞれの方向について測定数はn=5以上とし、全測定結果の平均値を引張強度とする。各測定方向での引張強度のうち、最大値をσMaxとし、最小値をσMinとする。   The tensile strength of the prepreg is obtained by cutting a test piece from the prepreg and measuring the tensile properties according to the ISO527-3 method (1995). The test piece is measured in four directions of +45 degrees, −45 degrees, and 90 degrees with an arbitrary direction set to 0 degrees. The number of measurements in each direction is n = 5 or more, and the average value of all measurement results is the tensile strength. Of the tensile strength in each measurement direction, the maximum value is σMax, and the minimum value is σMin.

本発明において、プリプレグに使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、「ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブチレン等のポリオレフィンや、ポリオキシメチレン(POM)、ポリアミド(PA)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)などのポリアリーレンスルフィド、ポリケトン(PK)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、液晶ポリマー(LCP)」などの結晶性樹脂、「スチレン系樹脂の他、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリサルホン(PSU)、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート(PAR)」などの非晶性樹脂、その他、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、更にポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系樹脂、およびアクリロニトリル系等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体および変性体等から選ばれる熱可塑性樹脂が挙げられる。中でも、得られるプレス成形品の軽量性の観点からはポリオレフィンが好ましく、強度の観点からはポリアミドが好ましく、表面外観の観点からポリカーボネートやスチレン系樹脂のような非晶性樹脂が好ましく、耐熱性の観点からポリアリーレンスルフィドが好ましく、連続使用温度の観点からポリエーテルエーテルケトンが好ましく、さらに耐薬品性の観点からフッ素系樹脂が好ましく用いられる。   In the present invention, the thermoplastic resin used in the prepreg is, for example, “polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyethylene naphthalate (PEN), liquid crystal polyester, etc. Polyolefins such as polyester, polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polybutylene, polyarylene sulfides such as polyoxymethylene (POM), polyamide (PA), and polyphenylene sulfide (PPS), polyketone (PK), and polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK), polyethernitrile (PEN), polytetrafluoroethylene and other fluororesins, liquid crystals Crystalline resins such as “Limmer (LCP)”, “In addition to styrene resins, polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVC), polyphenylene ether (PPE), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU), polyethersulfone, polyarylate (PAR) "and other amorphous resins, phenolic resins, phenoxy resins, polystyrenes, polyolefins, Examples thereof include thermoplastic elastomers such as polyurethane-based, polyester-based, polyamide-based, polybutadiene-based, polyisoprene-based, fluorine-based resins, and acrylonitrile-based resins, and copolymers and modified products thereof. Among them, polyolefin is preferable from the viewpoint of lightness of the obtained press-molded product, polyamide is preferable from the viewpoint of strength, amorphous resin such as polycarbonate and styrene resin is preferable from the viewpoint of surface appearance, and heat resistance Polyarylene sulfide is preferable from the viewpoint, polyether ether ketone is preferable from the viewpoint of continuous use temperature, and fluorine resin is preferably used from the viewpoint of chemical resistance.

本発明において、プリプレグに熱可塑性樹脂を使用すると、高い引張強度σが得られるため、積層工程、成形工程の経済性に有利である。σは50MPa以上であり、1000MPa以下である。   In the present invention, when a thermoplastic resin is used for the prepreg, a high tensile strength σ can be obtained, which is advantageous for economics of the lamination process and the molding process. σ is 50 MPa or more and 1000 MPa or less.

本発明において、プリプレグに熱可塑性樹脂に混合して熱硬化性樹脂を使用する場合には、その熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノール(レゾール型)、ユリア・メラミン、ポリイミド、これらの共重合体、変性体、および、これらの少なくとも2種類をブレンドした樹脂が挙げられる。中でも、得られる成形品の力学特性の観点からエポキシ樹脂が好ましく用いられる。また、プリプレグは成形工程で硬化させるため、用いる熱硬化性樹脂のガラス転移温度は80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましく、60℃以下がさらに好ましい。   In the present invention, when using a thermosetting resin mixed with a thermoplastic resin in a prepreg, examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester, vinyl ester, epoxy, phenol (resole type), urea. -Melamine, a polyimide, these copolymers, a modified body, and resin which blended these at least 2 types are mentioned. Among these, an epoxy resin is preferably used from the viewpoint of mechanical properties of the obtained molded product. In addition, since the prepreg is cured in the molding step, the glass transition temperature of the thermosetting resin used is preferably 80 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or lower, and further preferably 60 ° C. or lower.

本発明で使用される樹脂成分には、上記熱可塑性樹脂マトリックスに熱硬化性樹脂を混合したブレンド物、を使用してもよい。さらに樹脂成分には、その用途に応じて、更に、マイカ、タルク、カオリン、ハイドロタルサイト、セリサイト、ベントナイト、ゾノトライト、セピオライト、スメクタイト、モンモリロナイト、ワラステナイト、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アンチモン、ポリリン酸カルシウム、グラファイト、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸亜カルシウム、ホウ酸アルミニウムウィスカ、チタン酸カリウムウィスカおよび高分子化合物などの充填材、金属系、金属酸化物系、カーボンブラックおよびグラファイト粉末などの導電性付与材、臭素化樹脂などのハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモンや五酸化アンチモンなどのアンチモン系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム、芳香族ホスフェートおよび赤燐などのリン系難燃剤、有ホウ酸金属塩、カルボン酸金属塩および芳香族スルホンイミド金属塩などの有機酸金属塩系難燃剤、硼酸亜鉛、亜鉛、酸化亜鉛およびジルコニウム化合物などの無機系難燃剤、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミン、メラミンシアヌレート、メラミンホスフェートおよび窒素化グアニジンなどの窒素系難燃剤、PTFEなどのフッ素系難燃剤、ポリオルガノシロキサンなどのシリコーン系難燃剤、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物系難燃剤、またその他の難燃剤、酸化カドミウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化スズおよび酸化チタンなどの難燃助剤、顔料、染料、滑剤、離型剤、相溶化剤、分散剤、マイカ、タルクおよびカオリンなどの結晶核剤、リン酸エステルなどの可塑剤、熱安定剤、酸化防止剤、着色防止剤、紫外線吸収剤、流動性改質剤、発泡剤、抗菌剤、制振剤、防臭剤、摺動性改質剤、およびポリエーテルエステルアミドなどの帯電防止剤等を添加しても良い。とりわけ、用途が電気・電子機器、自動車、航空機などの場合には、難燃性が要求される場合があり、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、無機系難燃剤が好ましく添加される。   As the resin component used in the present invention, a blend obtained by mixing a thermosetting resin with the above thermoplastic resin matrix may be used. Furthermore, depending on the application, the resin component may further include mica, talc, kaolin, hydrotalcite, sericite, bentonite, zonotolite, sepiolite, smectite, montmorillonite, wollastonite, silica, calcium carbonate, glass beads, glass flakes. , Glass microballoon, clay, molybdenum disulfide, titanium oxide, zinc oxide, antimony oxide, calcium polyphosphate, graphite, barium sulfate, magnesium sulfate, zinc borate, calcium borate, aluminum borate whisker, potassium titanate whisker and Fillers such as polymer compounds, conductive materials such as metal, metal oxide, carbon black and graphite powder, halogen flame retardants such as brominated resins, antimony trioxide and antimony pentoxide Any antimony flame retardant, phosphorus flame retardant such as ammonium polyphosphate, aromatic phosphate and red phosphorus, organic acid metal salt flame retardant such as borate metal salt, carboxylic acid metal salt and aromatic sulfonimide metal salt, Inorganic flame retardants such as zinc borate, zinc, zinc oxide and zirconium compounds, nitrogen flame retardants such as cyanuric acid, isocyanuric acid, melamine, melamine cyanurate, melamine phosphate and nitrogenated guanidine, fluorine flame retardants such as PTFE, Silicone flame retardants such as polyorganosiloxane, metal hydroxide flame retardants such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, and other flame retardants, cadmium oxide, zinc oxide, cuprous oxide, cupric oxide, oxidation Ferrous oxide, ferric oxide, cobalt oxide, manganese oxide, molybdenum oxide, oxidation Flame retardant aids such as silica and titanium oxide, pigments, dyes, lubricants, mold release agents, compatibilizers, dispersants, crystal nucleating agents such as mica, talc and kaolin, plasticizers such as phosphate esters, heat stabilizers , Antioxidants, anti-coloring agents, ultraviolet absorbers, fluidity modifiers, foaming agents, antibacterial agents, vibration damping agents, deodorants, sliding property modifiers, and antistatic agents such as polyether ester amides, etc. May be added. In particular, when the application is an electric / electronic device, an automobile, an aircraft, or the like, flame retardancy may be required, and a phosphorus flame retardant, a nitrogen flame retardant, and an inorganic flame retardant are preferably added.

本発明で用いるプリプレグは、経済性の観点から長尺であることが好ましく、長尺方向の長さは好ましくは500mm以上、より好ましくは800mm以上、さらに好ましくは1000mm以上である。長尺方向の長さの上限については特に制限はないが、4000m以下が一般的に例示できる。   The prepreg used in the present invention is preferably long from the viewpoint of economy, and the length in the longitudinal direction is preferably 500 mm or more, more preferably 800 mm or more, and still more preferably 1000 mm or more. Although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of the length of a longitudinal direction, 4000 m or less can be illustrated generally.

本発明では、強化繊維基材に熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグを2層以上積層してプリフォームを得る。前記したとおり、プリプレグは、そこに含まれる強化繊維単糸(a)と該強化繊維単糸(a)と交差する強化繊維単糸(b)とで形成される二次元配向角の平均値が10〜80度であり、かつ23℃での厚みh0(mm)が0.03〜1mm、引張強度σが50〜1000MPaである。これらの構成要素について説明する。   In the present invention, two or more layers of prepregs impregnated with a thermoplastic resin are laminated on a reinforcing fiber base material to obtain a preform. As described above, the prepreg has an average value of two-dimensional orientation angles formed by the reinforcing fiber single yarn (a) contained therein and the reinforcing fiber single yarn (b) intersecting the reinforcing fiber single yarn (a). The thickness h0 (mm) at 23 ° C. is 0.03 to 1 mm, and the tensile strength σ is 50 to 1000 MPa. These components will be described.

本発明において、プリフォームとは、少なくとも2つ以上の成形材料が積層されてなり、直接もしくは二次加工工程を経て、成形工程に供されるものであり、成形品に加工される前の状態を意味する。なお、二次加工工程には特に制限はないが、プリフォームを所定のサイズや形状にカットする切削工程、プリプレグ同士を接着してプリフォームの取扱性を向上させるボンディング工程、プリフォームからエアを抜く脱泡工程、プラズマ処理などによりプリフォームを活性化させる表面処理工程などが例示できる。   In the present invention, a preform is a state in which at least two or more molding materials are laminated and is used for a molding process, directly or through a secondary processing process, before being processed into a molded product. Means. Although there is no particular limitation on the secondary processing process, a cutting process for cutting the preform into a predetermined size and shape, a bonding process for bonding the prepregs together to improve the handling of the preform, and air from the preform. Examples thereof include a defoaming step for extracting and a surface treatment step for activating the preform by plasma treatment or the like.

本発明では、プリフォームには、少なくとも強化繊維基材に熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグを用いることが、得られる成形品の軽量性と力学特性の観点から重要である。また、プリフォームの取扱性の観点から、プリプレグに含まれる強化繊維単糸(a)と該強化繊維単糸(a)と交差する強化繊維単糸(b)とで形成される二次元配向角の平均値が10〜80度であることが重要である。ここで、二次元配向角については、前記プリプレグでの説明で用いた定義が適用できる。二次元配向角の平均値が10度未満であると、一方向の強化繊維など、繊維長手方向に対して直交方向の応力に対して抵抗力がなくプリフォームを高速で移送したり成形する過程でプリフォームが破れる場合がある。二次元配向角の平均値が80度を越えると、二方向の強化繊維織物など、二方向で強化繊維が突っ張るため、成形工程において十分な伸縮性が得られず、成形不良となる場合や成形品の品質を損なう場合がある。また、これら一方向の強化繊維や、二方向の強化繊維織物は、強化繊維同士の間隙が狭く、成形工程において樹脂の含浸が不十分となり力学特性が低下する場合がある。さらに、プリプレグが等方性に近いほど積層工程での労力を抑えて高速でプリフォーム化でき、材料ロスも小さいことから、経済的負担を軽減でき好ましい。従って、本発明で用いられるプリプレグの、強化繊維の二次元配向角は、好ましくは20〜70度であり、より好ましくは30〜60度であり、理想的な角度である45度に近づくほど好ましい。   In the present invention, it is important to use at least a prepreg in which a reinforcing fiber base is impregnated with a thermoplastic resin as a preform from the viewpoint of light weight and mechanical properties of the obtained molded product. In addition, from the viewpoint of handleability of the preform, a two-dimensional orientation angle formed by the reinforcing fiber single yarn (a) contained in the prepreg and the reinforcing fiber single yarn (b) intersecting the reinforcing fiber single yarn (a). It is important that the average value of is 10 to 80 degrees. Here, the definition used in the description of the prepreg can be applied to the two-dimensional orientation angle. When the average value of the two-dimensional orientation angle is less than 10 degrees, there is no resistance to stress in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fiber, such as unidirectional reinforcing fiber, and the process of transferring and molding the preform at high speed May break the preform. If the average value of the two-dimensional orientation angle exceeds 80 degrees, the reinforcing fiber stretches in two directions, such as a two-way reinforcing fiber fabric, so that sufficient stretchability cannot be obtained in the molding process, resulting in molding failure or molding. The quality of the product may be impaired. In addition, these unidirectional reinforcing fibers and bi-directional reinforcing fiber fabrics have a narrow gap between the reinforcing fibers, and the impregnation of the resin in the molding process may be insufficient, resulting in a decrease in mechanical properties. Further, the closer the prepreg is isotropic, the less the labor in the laminating process can be performed at a high speed, and the material loss is small. Therefore, the two-dimensional orientation angle of the reinforcing fiber of the prepreg used in the present invention is preferably 20 to 70 degrees, more preferably 30 to 60 degrees, and the closer to the ideal angle of 45 degrees, the better. .

また、本発明では、プリフォームの取扱性の観点から、プリプレグの23℃での厚みh0(mm)が0.03〜1mmであることも重要である。h0が0.03mm未満であると、プリフォームを高速で移送したり成形する過程でプリフォームが破れる場合がある。h0が1mmを越えると、厚み方向への繊維配向が大きくなり、成形する工程でプリフォームが厚み膨張を起こし、型くずれにより成形品の品質を損なう場合や、金型への移送が阻害される場合がある。従って、本発明で用いられるプリプレグの23℃での厚みh0は、好ましくは0.05〜0.8mmであり、より好ましくは0.1〜0.6mmである。   Moreover, in this invention, it is also important that the thickness h0 (mm) in 23 degreeC of a prepreg is 0.03-1 mm from a viewpoint of the handleability of a preform. If h0 is less than 0.03 mm, the preform may be broken in the process of transferring or molding the preform at high speed. When h0 exceeds 1 mm, the fiber orientation in the thickness direction increases, and the preform undergoes thickness expansion during the molding process, and the quality of the molded product is impaired due to mold loss, or the transfer to the mold is hindered. There is. Therefore, the thickness h0 of the prepreg used in the present invention at 23 ° C. is preferably 0.05 to 0.8 mm, more preferably 0.1 to 0.6 mm.

さらに、本発明において、プリフォームの取扱性の観点から、プリプレグの引張強度σは50MPa以上である。σの上限については、1000MPa以下とする。引張強度σが50MPa未満であると、成形時の操作においてプリプレグが破けるなどの問題が発生する。   Furthermore, in the present invention, the tensile strength σ of the prepreg is 50 MPa or more from the viewpoint of the handleability of the preform. The upper limit of σ is 1000 MPa or less. When the tensile strength σ is less than 50 MPa, problems such as rupture of the prepreg occur in the operation during molding.

本発明において、プリフォームに用いられるプリプレグとして、複雑形状の成形性と力学特性を満足する成形品を得る観点から、上述のプリプレグ(プリプレグ(A)と称する)を用いる。   In the present invention, as the prepreg used for the preform, the above-described prepreg (referred to as prepreg (A)) is used from the viewpoint of obtaining a molded product satisfying complex formability and mechanical properties.

また、本発明では、プリフォームは、得られる成形品の仕様を満足する目的で、プリプレグ(A)は複数、すなわち2層以上の積層単位を構成することが必要であり、プリプレグの各要素が実質的に異なる少なくとも2種類のプリプレグ(A)を用いることが好ましい。ここで、前記プリプレグの各要素について説明する。   Further, in the present invention, the preform is required to constitute a plurality of prepregs (A), that is, two or more layers, for the purpose of satisfying the specifications of the obtained molded product. It is preferable to use at least two types of substantially different prepregs (A). Here, each element of the prepreg will be described.

まず、強化繊維の割合について、強化繊維の体積割合が増加するほど、得られる成形品の弾性率、強度、寸法安定性は向上する反面、成形品の外観品位は低下する傾向がある。このため、強化繊維の割合が高いプリプレグと、低いプリプレグを組み合わせて積層することで、成形品の軽量性や外観品位を両立する観点で好ましい。例えば、成形品の剛性を高める目的で、より外側に強化繊維の割合が高いプリプレグを積層し、内側に強化繊維の低いプリプレグを積層する方法や、成形品の外観品位を高める目的で、さらに外側に強化繊維の割合が低いプリプレグを積層する方法などが挙げられる。   First, regarding the proportion of reinforcing fibers, the elastic modulus, strength, and dimensional stability of the obtained molded product are improved as the volume proportion of the reinforcing fibers is increased, but the appearance quality of the molded product tends to be lowered. For this reason, combining the prepreg with a high ratio of reinforcing fibers and the low prepreg and laminating them is preferable from the viewpoint of achieving both lightweight and appearance quality of the molded product. For example, for the purpose of increasing the rigidity of the molded product, a prepreg having a higher ratio of reinforcing fibers is laminated on the outer side, and a prepreg having a lower reinforcing fiber is laminated on the inner side, or for the purpose of improving the appearance quality of the molded product. And a method of laminating a prepreg having a low ratio of reinforcing fibers.

同様に、強化繊維の長さについても、強化繊維が長いほど、得られる成形品の弾性率、強度、寸法安定性は向上する反面、プリフォームの取扱性や成形品の外観品位は低下する傾向がある。このため、強化繊維の繊維長が長いプリプレグと、繊維長が短いプリプレグを組み合わせて積層することで、プリフォームの取扱性と成形品の力学特性や外観品位を両立する観点で好ましい。例えば、成形品の剛性を高める目的で、より外側に強化繊維の繊維長が長いプリプレグを積層し、内側に繊維長が短いプリプレグを積層する方法や、成形品の外観品位を高める目的で、さらに外側に繊維長が短いプリプレグを積層する方法などが挙げられる。   Similarly, with regard to the length of the reinforcing fiber, the longer the reinforcing fiber, the more improved the elastic modulus, strength, and dimensional stability of the obtained molded product, but the lower the handling property of the preform and the appearance quality of the molded product. There is. For this reason, it is preferable to combine the prepreg having a long fiber length of the reinforcing fiber and the prepreg having a short fiber length and laminate them in terms of achieving both the handleability of the preform and the mechanical properties and appearance quality of the molded product. For example, for the purpose of increasing the rigidity of the molded product, a method of laminating a prepreg with a long fiber length of the reinforcing fiber on the outer side and a prepreg with a short fiber length on the inner side, or for the purpose of improving the appearance quality of the molded product, For example, a method of laminating a prepreg having a short fiber length on the outside may be used.

次に、強化繊維の引張弾性率について、引張弾性率が高いほど、得られる成形品の弾性率は向上する反面、繊維の加工性が悪化することで、プリフォームの取扱性が低下したり経済性で不利となる場合がある。このため、強化繊維の引張弾性率が高いプリプレグと、引張弾性率が低いプリプレグを組み合わせて積層することで、プリフォームの取扱性と成形品の剛性を両立する観点で好ましい。例えば、成形品の剛性と経済性を両立する目的で、より外側に炭素繊維などの引張弾性率が高いプリプレグを積層し、内側にガラス繊維などの引張弾性率が低いプリプレグを積層する方法や、より外側に引張弾性率の高い炭素繊維を用いたプリプレグを積層し、内側に引張弾性率のより低い炭素繊維を用いたプリプレグを積層する方法などが挙げられる。   Next, with regard to the tensile modulus of reinforcing fibers, the higher the tensile modulus, the greater the modulus of elasticity of the resulting molded product. On the other hand, the processability of the fiber deteriorates and the handleability of the preform is reduced. It may be disadvantageous in gender. For this reason, it is preferable to combine the prepreg having a high tensile elastic modulus of the reinforcing fiber and the prepreg having a low tensile elastic modulus in order to achieve both the handleability of the preform and the rigidity of the molded product. For example, for the purpose of balancing the rigidity and economy of the molded product, a method of laminating a prepreg having a high tensile elastic modulus such as carbon fiber on the outer side, and a method of laminating a prepreg having a low tensile elastic modulus such as glass fiber on the inner side, Examples include a method of laminating a prepreg using carbon fibers having a high tensile elastic modulus on the outer side and laminating a prepreg using carbon fibers having a lower tensile elastic modulus on the inner side.

また、プリプレグの目付については、目付が大きいほどプリプレグの厚みが厚くなる傾向があるため積層する数量や積層する労力の低減が図れる反面、成形品の厚みや形状に対する追随性が低下する。このため、目付の大きいプリプレグと、目付の小さいプリプレグを組み合わせて積層することで、プリフォームの取扱性や形状追随性と、経済性を両立する観点で好ましい。プリプレグの厚みについても、同様に、23℃での厚みh0の大きなプリプレグと、h0の小さなプリプレグを組み合わせて積層することが好ましい。   Further, with regard to the basis weight of the prepreg, the thickness of the prepreg tends to increase as the basis weight increases, so that the number of layers to be stacked and the labor for stacking can be reduced, but the followability to the thickness and shape of the molded product decreases. For this reason, it is preferable to combine the prepreg with a large basis weight and the prepreg with a small basis weight for lamination, from the viewpoint of achieving both the handleability and shape following property of the preform and the economy. Similarly, regarding the thickness of the prepreg, it is preferable to combine and laminate a prepreg having a large thickness h0 and a prepreg having a small h0 at 23 ° C.

本発明において、プリフォームは、成形性の観点から、プリプレグと、そのプリプレグに隣接する積層単位との層間剪断強度が0〜50MPaであることが好ましく、より好ましくは0〜40MPaである。層間剪断強度が好ましい範囲内であると、成形工程においてプリフォームが層間ズレを伴いながら伸縮することで、凹凸形状への賦形をより高めることができる。プリフォームの層間剪断強度は、プリフォームから試験片を切り出し、ASTM−D−2344に基づき3点曲げ試験を行い、測定することができる。プリフォームが部分的に接着されている場合や、目留めされている場合には、当該接着部分、目留め部分を含むよう試験片を調製して測定できる。   In the present invention, the preform preferably has an interlaminar shear strength of 0 to 50 MPa, more preferably 0 to 40 MPa, from the viewpoint of formability, between the prepreg and the laminated unit adjacent to the prepreg. When the interlaminar shear strength is within a preferred range, the preform can be expanded and contracted in the molding step with interlaminar displacement, thereby making it possible to further enhance the shaping into the uneven shape. The interlaminar shear strength of the preform can be measured by cutting a test piece from the preform and performing a three-point bending test based on ASTM-D-2344. In the case where the preform is partially bonded or sealed, a test piece can be prepared and measured so as to include the bonded portion and the sealed portion.

さらに、本発明において、プリフォームは、得られる成形品の仕様を満足する目的で、プリプレグ(A)以外に、他の積層単位(B)を併用することが好ましい。ここで、他の積層単位(B)について好ましい態様を説明する。   Furthermore, in the present invention, it is preferable that the preform is used in combination with another laminated unit (B) in addition to the prepreg (A) for the purpose of satisfying the specifications of the obtained molded product. Here, a preferable aspect is demonstrated about another lamination | stacking unit (B).

まず、前記積層単位(B)としては強化繊維を含む基材であると、得られる成形品の補強効果をさらに高める観点から好ましい。中でも、連続した強化繊維は、成形品の衝撃強度を高める観点から好ましく、例えば、一方向基材、織物基材、マット基材などの形態が挙げられる。また、不連続状の強化繊維は、成形品の形状追随性を高める観点から好ましく、例えば、一方向基材、すなわちカットされた強化繊維が一方向に配列された基材や、マット基材、シートモールディングコンパウンド(SMC)基材、押出シート基材などの形態が挙げられる。   First, the laminate unit (B) is preferably a substrate containing reinforcing fibers from the viewpoint of further enhancing the reinforcing effect of the obtained molded product. Among these, continuous reinforcing fibers are preferable from the viewpoint of increasing the impact strength of the molded product, and examples thereof include a unidirectional base material, a woven base material, and a mat base material. Further, the discontinuous reinforcing fibers are preferable from the viewpoint of improving the shape followability of the molded product, for example, a unidirectional substrate, that is, a substrate in which cut reinforcing fibers are arranged in one direction, a mat substrate, Forms such as a sheet molding compound (SMC) base material and an extruded sheet base material are exemplified.

この積層単位(B)を構成する強化繊維には特に制限はなく、前記プリプレグを構成する強化繊維と同様に選択することができ、とりわけ、比強度、比剛性が高く軽量化効果の観点から、PAN系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が好ましく用いられる。さらに当該積層単位(B)には、プリフォームの取扱い性を高める観点から、強化繊維の形態を維持する目的で熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が含浸されていることが好ましい。ここで、使用される熱可塑性樹脂、および熱硬化性樹脂としては特に制限はなく、前記プリプレグを構成する熱可塑性樹脂、および熱硬化性樹脂と同様に選択することができる。また、樹脂の含浸率についても特に制限はなく、強化繊維の形態を維持する目的で前記プリプレグと同様に30〜100%が好ましい範囲として例示できる。   There is no particular limitation on the reinforcing fiber constituting the laminated unit (B), and it can be selected in the same manner as the reinforcing fiber constituting the prepreg, and in particular, from the viewpoint of the lightening effect with high specific strength and specific rigidity. PAN-based, pitch-based and rayon-based carbon fibers are preferably used. Further, the laminated unit (B) is preferably impregnated with a thermoplastic resin or a thermosetting resin for the purpose of maintaining the form of the reinforcing fiber from the viewpoint of improving the handleability of the preform. Here, there is no restriction | limiting in particular as a thermoplastic resin and a thermosetting resin to be used, It can select similarly to the thermoplastic resin and thermosetting resin which comprise the said prepreg. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also about the impregnation rate of resin, 30-100% can be illustrated as a preferable range similarly to the said prepreg in order to maintain the form of a reinforced fiber.

次に、前記積層単位(B)として、成形品に所定の厚みを確保する観点から、また成形品の厚みを均一に保持する観点から、シート状の基材を用いることが好ましい。また、プリフォームの伸縮性を高め、凹凸形状への追随性を高める観点から、不織布状の基材を用いることが好ましい。さらには、得られる成形品の軽量性を高める観点から、多孔質の基材を用いることが好ましい。これらの基材を構成する材料としては特に制限はないが、基材への加工性の観点から、前記プリプレグを構成する熱可塑性樹脂がより好ましく用いられる。また、これらの熱可塑性樹脂には、前記プリプレグを構成する熱可塑性樹脂と同様に、必要に応じてアロイ成分、ブレンド物、添加剤などを含んでも良い。さらに、得られる成形品の軽量性を一層高める観点から、前記シート状基材、不織布状基材、多孔質基材の嵩密度は0.01〜1.0が好ましく、0.05〜0.9がより好ましく、0.1〜0.8がとりわけ好ましい。   Next, it is preferable to use a sheet-like substrate as the laminate unit (B) from the viewpoint of securing a predetermined thickness in the molded product and from the viewpoint of uniformly maintaining the thickness of the molded product. Moreover, it is preferable to use a nonwoven fabric-like base material from the viewpoint of enhancing the stretchability of the preform and enhancing the followability to the concavo-convex shape. Furthermore, it is preferable to use a porous substrate from the viewpoint of increasing the lightness of the obtained molded product. Although there is no restriction | limiting in particular as a material which comprises these base materials, From the viewpoint of the workability to a base material, the thermoplastic resin which comprises the said prepreg is used more preferable. In addition, these thermoplastic resins may contain alloy components, blends, additives, and the like as necessary, similarly to the thermoplastic resin constituting the prepreg. Furthermore, from the viewpoint of further improving the lightness of the obtained molded article, the bulk density of the sheet-like substrate, nonwoven fabric-like substrate, and porous substrate is preferably 0.01 to 1.0, and 0.05 to 0.00. 9 is more preferable, and 0.1 to 0.8 is particularly preferable.

さらに、前記積層単位(B)として、得られる成形品の表面の改質および機能付与を容易に行う観点から、樹脂からなるフィルムを、該プリフォームの最外層に配置することが好ましい。樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いるとフィルムへの加工性やプリフォームとの接着性が簡便で好ましく、熱硬化性樹脂を用いるとプライマー、塗料やゲルコートなどの表面平滑性の改善できるため好ましい。得られる成形品を電子機器などに使用する場合、フィルムの難燃性がUL−94規格のVTM−1以上であることが好ましく、VTM−0以上であることがより好ましい。フィルムの難燃性を確保する方法については特に制限はなく、PPS、PEI、PEEK、フェノール樹脂などの難燃性に優れた樹脂をフィルム化する方法、熱可塑性樹脂に難燃性に優れた樹脂をブレンドしてフィルム化する方法、熱可塑性樹脂に難燃剤を混合してフィルム化する方法などが例示できる。   Furthermore, it is preferable to arrange a resin film as the outermost layer of the preform from the viewpoint of easily modifying the surface of the obtained molded product and imparting a function as the laminate unit (B). As the resin, it is preferable to use a thermoplastic resin because the processability to the film and the adhesiveness to the preform are simple, and it is preferable to use a thermosetting resin because the surface smoothness of the primer, paint, gel coat and the like can be improved. When the obtained molded product is used for an electronic device or the like, the flame retardancy of the film is preferably UL-94 standard VTM-1 or higher, and more preferably VTM-0 or higher. The method for ensuring the flame retardancy of the film is not particularly limited, and a method for forming a film with a resin having excellent flame retardancy such as PPS, PEI, PEEK, or phenol resin, a resin having excellent flame retardancy for a thermoplastic resin. Examples thereof include a method of blending a film to form a film and a method of mixing a flame retardant with a thermoplastic resin to form a film.

また、前記積層単位(B)として、得られる成形品の意匠性を改善する観点から、加飾フィルム、透明フィルム、色調フィルムから選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。ここで、加飾フィルムとは、当該フィルム表面に、意匠および/または幾何学的紋様を有していることが好ましい態様として例示できる。透明フィルムとは、当該フィルムの可視光線の透過率が80〜100%の樹脂を用いることが好ましい態様として例示できる。色調フィルムとは、有機系および/または無機系の顔料や着色剤を含有することが好ましい態様として例示できる。その他、必要に応じ、光沢フィルム、プリントフィルム、帯電防止フィルム、遮光フィルム、耐熱フィルムなどを積層単位(B)として用いることができる。   Moreover, it is preferable to use at least 1 type selected from a decorative film, a transparent film, and a color tone film from a viewpoint which improves the designability of the molded article obtained as said lamination | stacking unit (B). Here, the decorative film can be exemplified as a preferred embodiment in which the film surface has a design and / or a geometric pattern. The transparent film can be exemplified as a preferred embodiment in which a resin having a visible light transmittance of 80 to 100% is used. The color tone film can be exemplified as a preferred embodiment containing an organic and / or inorganic pigment or colorant. In addition, a gloss film, a print film, an antistatic film, a light-shielding film, a heat-resistant film, or the like can be used as the lamination unit (B) as necessary.

上記に例示した以外にも、他の積層単位(B)として、金属板、金属箔、金属メッシュ、グラファイトシート、放熱シート、ハニカム材料、耐薬品性フィルム、ガスバリヤーフィルム、耐寒フィルム、抗菌シートやフィルム、発泡シート、ゴムシートなどを用いてもよい。以上の他の積層単位(B)は、必要に応じ、一種または二種以上を併用してもよい。   In addition to those exemplified above, other laminated units (B) include metal plates, metal foils, metal meshes, graphite sheets, heat dissipation sheets, honeycomb materials, chemical resistant films, gas barrier films, cold resistant films, antibacterial sheets, A film, a foam sheet, a rubber sheet, or the like may be used. One or two or more of the other laminate units (B) may be used in combination as necessary.

また、前記プリプレグ(A)と、他の積層単位(B)からなるプリフォームの好ましい態様として、スキン層とコア層からなるサンドイッチ構造体が例示できる。   Moreover, the sandwich structure which consists of a skin layer and a core layer can be illustrated as a preferable aspect of the preform which consists of the said prepreg (A) and another laminated unit (B).

前記サンドイッチ構造体のうち、スキン層が前記プリプレグ(A)で構成されている場合、得られる成形品が等方的特性を発現し、かつ複雑形状への追随性も確保できるため好ましい。この場合、これらの効果を一層高める観点から、コア層としてプリプレグ(A)よりも嵩密度の低い、シート状基材、多孔質基材、ハニカム材料、強化繊維を含むマット基材などを用いることがより好ましい。   Among the sandwich structures, when the skin layer is composed of the prepreg (A), it is preferable because the obtained molded product exhibits isotropic characteristics and can follow the complicated shape. In this case, from the viewpoint of further enhancing these effects, a sheet-like substrate, a porous substrate, a honeycomb material, a mat substrate containing reinforcing fibers, or the like having a lower bulk density than the prepreg (A) is used as the core layer. Is more preferable.

また、前記サンドイッチ構造体のうち、コア層が前記プリプレグ(A)で構成されている場合、得られる成形品の厚みがより均質化でき、かつ機能性付与が容易に確保できるため好ましい。この場合、剛性効果を高める観点から、コア層として連続した強化繊維を含む一方向基材、織物基材などを用いることがより好ましい。また、成形品表面への機能付与の観点から、難燃性を有するフィルム、加飾フィルムなどを用いることがより好ましい。   Moreover, among the said sandwich structure, when the core layer is comprised with the said prepreg (A), since the thickness of the molded product obtained can be homogenized more and functional provision can be ensured easily, it is preferable. In this case, from the viewpoint of enhancing the rigidity effect, it is more preferable to use a unidirectional substrate, a woven fabric substrate, or the like including continuous reinforcing fibers as the core layer. Moreover, it is more preferable to use a flame retardant film, a decorative film, or the like from the viewpoint of imparting a function to the surface of the molded product.

本発明において、プリフォームは、前述したプリプレグの取扱い性の説明と同様に、積層工程での安定した作業性を確保し、金型への安定した移送など成形工程でのプリフォームの取扱い性の観点から、厚み膨張を抑えることが好ましく、(n×100)℃での厚みhpn(mm)が、hp0≦hpn≦hp0×(2n+1)(hp0(mm)は23℃での該プリフォーム厚み、nは1,2,3,4から選択される少なくとも一つの自然数。)であることが好ましく、より好ましくはhp0≦hpn≦hp0×2nであり、とりわけ好ましくはhp0≦hpn≦hp0×(2n−1)である。ここでの、nの選択基準は前記プリプレグと同様であり、使用する材料から適切な自然数を選択することができる。     In the present invention, the preform ensures the stable workability in the laminating process, and the handleability of the preform in the molding process such as stable transfer to the mold, in the same way as the description of the prepreg handling described above. From the viewpoint, it is preferable to suppress the thickness expansion, and the thickness hpn (mm) at (n × 100) ° C. is hp0 ≦ hpn ≦ hp0 × (2n + 1) (hp0 (mm) is the thickness of the preform at 23 ° C., n is preferably at least one natural number selected from 1, 2, 3, and 4.), more preferably hp0 ≦ hpn ≦ hp0 × 2n, and particularly preferably hp0 ≦ hpn ≦ hp0 × (2n− 1). Here, the selection criterion of n is the same as that of the prepreg, and an appropriate natural number can be selected from the materials used.

本発明において、プリフォームの厚みhp0(mm)には特に制限はないが、成形時の取扱い性の観点から、0.8〜100mmが好ましく、より好ましくは1.2〜10mmであり、とりわけ好ましくは1.5mm〜5mmである。また、本発明において、プリフォームに用いられるプリプレグおよび他の積層単位の積層数にも、プリプレグ(A)が2層以上積層されていれば、特に制限はないが、積層工程での生産性および経済性の観点から、2〜100層が好ましく、より好ましくは4〜50層であり、とりわけ好ましくは8〜30層である。積層数を多くすると、積層工程での負荷が大きくなるものの、好ましい範囲内であれば得られるプレス成形品の設計自由度をより高めることができる。   In the present invention, the preform thickness hp0 (mm) is not particularly limited, but is preferably 0.8 to 100 mm, more preferably 1.2 to 10 mm, and particularly preferably from the viewpoint of handleability during molding. Is from 1.5 mm to 5 mm. In the present invention, the number of laminations of the prepreg used in the preform and other lamination units is not particularly limited as long as two or more prepregs (A) are laminated. From the economical viewpoint, 2 to 100 layers are preferable, more preferably 4 to 50 layers, and particularly preferably 8 to 30 layers. Increasing the number of stacks increases the load in the stacking process, but the degree of design freedom of the obtained press-molded product can be further increased within the preferred range.

本発明で得られるプレス成形品は、各種部品、部材に使用することが可能であるが、その使用用途を広げるために、前記成形品は軽量でありかつ剛性、強度に優れることが好ましい。さらに寸法安定性の指標である線膨張係数にも優れることが好ましい。   The press-molded product obtained in the present invention can be used for various parts and members. However, in order to expand its usage, the molded product is preferably lightweight and excellent in rigidity and strength. Furthermore, it is preferable that the coefficient of linear expansion, which is an index of dimensional stability, is also excellent.

具体的な指標としては、前記成形品の曲げ弾性率をEc、比重をρとしたときに、Ec1/3・ρ−1で表される、軽量性を示すひとつのパラメータである比剛性が1.5〜5であることが好ましい。一般的にスチールやアルミニウムの比剛性は1.5以下であり、これらの金属材料よりも優れた比剛性の領域となるため、1.5以上であることが好ましい。また、より好ましくはマグネシウムの一般的な比強度である2.0を超える2.0〜5、さらに好ましくは2.5〜5である。また、成形品の設計を容易にするために、比剛性は等方性を有していることが好ましく、前記比剛性の等方性の指標として、前記曲げ弾性率Ecが、測定方向による最大曲げ弾性率EcMaxと最小曲げ弾性率EcMinとの関係において、EcMax≦EcMin×2である。より好ましくはEcMax≦EcMin×1.8であり、さらに好ましくはEcMax≦EcMin×1.5である。 As a specific index, when the bending elastic modulus of the molded product is Ec and the specific gravity is ρ, the specific rigidity, which is one parameter indicating lightness, represented by Ec 1/3 · ρ −1 is It is preferable that it is 1.5-5. In general, the specific rigidity of steel or aluminum is 1.5 or less, which is a region of specific rigidity superior to these metal materials. Therefore, the specific rigidity is preferably 1.5 or more. Further, it is more preferably 2.0-5, more preferably 2.5-5, exceeding 2.0 which is a general specific strength of magnesium. In order to facilitate the design of the molded product, it is preferable that the specific rigidity is isotropic. As an index of the specific rigidity, the bending elastic modulus Ec is the maximum depending on the measurement direction. In the relationship between the bending elastic modulus EcMax and the minimum bending elastic modulus EcMin, EcMax ≦ EcMin × 2. More preferably, EcMax ≦ EcMin × 1.8, and even more preferably EcMax ≦ EcMin × 1.5.

成形品の強度についての具体的な指標としては、前記成形体の引張強度σc 、比重ρとすると、σc/ρが100〜500であることが好ましい。より好ましくは200〜500、さらに好ましくは300〜500である。また前述の比剛性の記載と同様の理由より、前記引張強度の等方性の指標として、前記引張強度σcが、測定方向による最大引張強度σcMaxと最小引張強度σcMinとの関係において、σcMax≦σcMin×2である。より好ましくはσcMax≦σcMin×1.8であり、さらに好ましくはσcMax≦σcMin×1.5である。   As a specific index for the strength of the molded article, σc / ρ is preferably 100 to 500 when the tensile strength σc of the molded body and the specific gravity ρ are used. More preferably, it is 200-500, More preferably, it is 300-500. For the same reason as described above for the specific rigidity, as an index of isotropic tensile strength, the tensile strength σc is σcMax ≦ σcMin in the relationship between the maximum tensile strength σcMax and the minimum tensile strength σcMin depending on the measurement direction. X2. More preferably, σcMax ≦ σcMin × 1.8, and even more preferably σcMax ≦ σcMin × 1.5.

成形品の寸法安定性を示す一つのパラメータである線膨張係数についての具体的な指標としては、前記成形体の線膨張係数Ccが1×10−6〜20×10−5/Kであることが好ましい。より好ましくは1×10−6〜15×10−5/K、さらに好ましくは1×10−6〜10×10−5/Kである。また前述の比剛性の記載と同様の理由より、前記線膨張係数の等方性の指標として、前記線膨張係数Ccが、測定方向による最大線膨張係数CcMaxと最小線膨張係数CcMinとの関係において、CcMax≦CcMin×2である。より好ましくはCcMax≦CcMin×1.8であり、さらに好ましくはCcMax≦CcMin×1.5である。 As a specific index for the linear expansion coefficient, which is one parameter indicating the dimensional stability of the molded product, the linear expansion coefficient Cc of the molded body is 1 × 10 −6 to 20 × 10 −5 / K. Is preferred. More preferably, it is 1 * 10 < -6 > -15 * 10 < -5 > / K, More preferably, it is 1 * 10 < -6 > -10 * 10 < -5 > / K. For the same reason as described in the above specific rigidity, the linear expansion coefficient Cc is used as an isotropic index of the linear expansion coefficient in the relationship between the maximum linear expansion coefficient CcMax and the minimum linear expansion coefficient CcMin according to the measurement direction. , CcMax ≦ CcMin × 2. More preferably, CcMax ≦ CcMin × 1.8, and further preferably CcMax ≦ CcMin × 1.5.

また、本発明で得られるプレス成形品は、薄肉性、軽量性を考慮した場合、その最大厚みが2mm以下であることが好ましい。より好ましくは1.5mm以下、さらに好ましくは1.2mm以下である。なお、ここで説明される最大厚みとは、成形品を構成する各平面部の厚みのうち最も大きな厚みのことを意味する。最大厚みは、成形品を構成する平面部において、最も厚みの大きな部分を測定して決定する。   In addition, the press-molded product obtained in the present invention preferably has a maximum thickness of 2 mm or less in consideration of thinness and lightness. More preferably, it is 1.5 mm or less, More preferably, it is 1.2 mm or less. In addition, the maximum thickness demonstrated here means the largest thickness among the thickness of each plane part which comprises a molded article. The maximum thickness is determined by measuring the thickest part in the flat surface part constituting the molded product.

またプレス成形品は、形状設計の自由度から、その厚みが変化していてもよい。この厚み変化は、連続的に変化したものであることがより好ましい。なお、ここでいう「連続的に」とは、厚みがテーパー状に変化していることを意味する。   Moreover, the thickness of the press-molded product may be changed from the degree of freedom of shape design. The thickness change is more preferably continuously changed. Here, “continuously” means that the thickness changes in a tapered shape.

さらに、プレス成形品は形状による剛性向上の効果を高めたり、形状による意匠効果を持たせるために、凹凸形状を有することが好ましい。具体的には成形品の基準面から凹凸形状を形成している凹凸面との高さの差が3mm以上であることが好ましい。基準面とは、成形品を形成する平面部のうち、面積が最も大きな平面部のことをいう。基準面と凹凸形状を形成している凹凸面とは、基準面に実質的に平行かつ、基準面から平面部1つ以上を隔てて形成される平面部のことである。ここで、実質的に平行とは、基準面と対象とする平面部とが形成する角度が20°以下のことをいう。基準面と凹凸面とが平行な場合には、基準面と凹凸面との高さの差はそのまま測定できるが、基準面と凹凸面とがある角度を形成する場合には、基準面と凹凸面上の点Pとの高さの差のうち、最も高さの差が大きくなるものを、基準面と凹凸面との高さの差とする。基準面から凹凸面との高さの差は5mm以上であることがより好ましい。   Furthermore, it is preferable that the press-formed product has a concavo-convex shape in order to enhance the effect of improving the rigidity due to the shape or to have a design effect due to the shape. Specifically, the height difference from the reference surface of the molded product to the uneven surface forming the uneven shape is preferably 3 mm or more. A reference plane means a plane part with the largest area among the plane parts which form a molded article. The concavo-convex surface forming the concavo-convex shape with the reference surface is a flat portion formed substantially parallel to the reference surface and separated from the reference surface by one or more flat portions. Here, “substantially parallel” means that the angle formed between the reference plane and the target plane portion is 20 ° or less. When the reference surface and the concavo-convex surface are parallel, the difference in height between the reference surface and the concavo-convex surface can be measured as it is, but when the reference surface and the concavo-convex surface form an angle, the reference surface and the concavo-convex surface Among the height differences from the point P on the surface, the one having the largest height difference is defined as the height difference between the reference surface and the uneven surface. The difference in height from the reference surface to the uneven surface is more preferably 5 mm or more.

また、上記以外にも様々な使用を想定し、成形品には複雑形状を形成することが好ましい。例えば多数の平面部よりなる箱型形状を形成する場合には、平面部同士を屈曲部で繋ぐ形状となるが、その屈曲程度を表すための、屈曲部におけるR部の曲率半径が小さいことが好ましい。より複雑な形状を形成させるという観点からは、該R部の曲率半径は5mm以下であることが好ましい。   In addition to the above, it is preferable to form a complicated shape in the molded product assuming various uses. For example, in the case of forming a box shape composed of a large number of flat portions, the flat portions are connected to each other by a bent portion, but the radius of curvature of the R portion in the bent portion is small to represent the degree of bending. preferable. From the viewpoint of forming a more complicated shape, the radius of curvature of the R portion is preferably 5 mm or less.

さらに、プレス成形品に複雑な形状を形成させる観点からは、前記屈曲部の個数が3個以上であることが好ましい。単純な成形品の折り曲げ形状では屈曲部が1個であり、コの字形状、単純なS字形状では屈曲部が2個となる。通常、部材などの複雑形状成形品はさらに屈曲部の個数が多くなる場合が大半であり、屈曲部の個数としては3個以上が好ましい目安となる。単純な四角形状の箱型成形品の場合には屈曲部が8個である。   Furthermore, from the viewpoint of forming a complicated shape in the press-formed product, the number of the bent portions is preferably 3 or more. In the bent shape of a simple molded product, there is one bent portion, and in the U-shape or simple S-shape, there are two bent portions. In general, most of the molded products having complicated shapes such as members have a larger number of bent portions, and the number of bent portions is preferably 3 or more. In the case of a simple rectangular box-shaped molded product, there are eight bent portions.

また、プレス成形品は形状として各種ケース、筐体や部材への適用範囲を広げる観点から、成形品が屈曲部で区切られる平面部3面から構成される頂点を有することが好ましい。ここで、屈曲部で区切られる平面部3面から構成される頂点とは、平面部3面から構成されるコーナー部のことである。   Moreover, it is preferable that a press-molded product has the vertex comprised from the plane part 3 surface divided by a bending part from a viewpoint of extending the application range to various cases, a housing | casing, and a member as a shape. Here, the vertex composed of the three plane surfaces divided by the bent portion is a corner portion composed of the three plane surfaces.

さらにプレス成形品には、剛性を高める観点からリブが形成されていてもよい。リブの形状は特に限定されないが、線状リブ、T字リブ、十字リブなどが好ましく挙げられる。リブの高さは成形品の必要に応じて設定することになるが、成形品の薄肉性の観点からは10mm以下であることが好ましい。より好ましくは5mm以下である。   Furthermore, ribs may be formed on the press-molded product from the viewpoint of increasing rigidity. Although the shape of a rib is not specifically limited, A linear rib, a T-shaped rib, a cross rib etc. are mentioned preferably. The height of the rib is set according to the need of the molded product, but is preferably 10 mm or less from the viewpoint of the thinness of the molded product. More preferably, it is 5 mm or less.

プレス成形品は軽量性を確保する観点からは、中空体であってもよい。この場合、成形品の形状に合わせていくつかの成形品を接合して、中空成形体を形成してもよい。   The press-molded product may be a hollow body from the viewpoint of ensuring lightness. In this case, a hollow molded body may be formed by joining several molded products according to the shape of the molded product.

また、さらに高い力学特性を成形品に付与することを目的として、別の成形体と一体化させてもよい。別の成形品としては、力学特性を高めるためには、連続した強化繊維と樹脂とを有してなる繊維強化複合材料が接合されていることが好ましい。例えば、連続した強化繊維をエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂または、ポリプロピレンやポリアミドなどの熱可塑性樹脂と複合した繊維強化複合材料を成形品の表面に接合することで、極めて優れた力学特性や剛性を付与することが可能となる。   Moreover, you may make it integrate with another molded object for the purpose of providing a higher mechanical characteristic to a molded article. As another molded article, in order to enhance mechanical properties, it is preferable that a fiber-reinforced composite material having continuous reinforcing fibers and a resin is bonded. For example, extremely excellent mechanical properties and rigidity can be obtained by bonding a continuous fiber to a surface of a molded product with a fiber reinforced composite material composed of a thermosetting resin such as epoxy resin or a thermoplastic resin such as polypropylene or polyamide. Can be given.

本発明において、プリフォームを成形して得られる成形品同士を接合一体化させてもよい。目的により、他方の繊維質量含有率を上げておき、高い強度として一体化させたものなどが例示できる。   In the present invention, molded products obtained by molding preforms may be joined and integrated. Depending on the purpose, the other fiber mass content can be increased and integrated as a high strength.

成形品の適用用途を広げる観点からは、複雑形状の成形体を接合することが好ましい。ここで複雑形状の成形体とは、例えばエッジ、フレーム、ボス、リブ、ヒンジ、マウントなどの複雑形状の射出成形体が例示できる。成形品な優れた力学特性を活用できる用途を広げることができる。   From the viewpoint of expanding the application of the molded product, it is preferable to join molded bodies having complicated shapes. Here, examples of the complex-shaped molded body include complex-shaped injection molded bodies such as edges, frames, bosses, ribs, hinges, and mounts. Applications that can utilize the excellent mechanical properties of molded products can be expanded.

一体化させるための手法としては特に限定されないが、接着剤や熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着などの方法が例示できる。なかでもプロセスの容易さや、成形サイクルの短さから、熱溶着、振動溶着、超音波溶着、レーザー溶着が好ましい。   Although it does not specifically limit as a method for integrating, Methods, such as an adhesive agent, heat welding, vibration welding, ultrasonic welding, laser welding, can be illustrated. Of these, thermal welding, vibration welding, ultrasonic welding, and laser welding are preferred because of the ease of the process and the short molding cycle.

ここでプレス成形の種類は得られる成形品に応じ選択が可能である。ここで、プレス成形とは、加工機械および型、工具その他成形用の治具や副資材等を用いて、前記積層プリフォームに曲げ、剪断、圧縮等の変形を与えて成形体を得る方法であるが、その成形形態として絞り、深絞り、フランジ、コールゲート、エッジカーリング、型打ちなどが例示される。また、プレス成形の方法としては、各種存在するプレス成形の方法のなかでも、大型の航空機などの成形品部材を作製する際によく使用されるオートクレーブ法や、工程が比較的簡便である金型プレス法が好ましく挙げられるが、設備や成形工程でのエネルギー使用量、使用する成形用の治具や副資材等の簡略化、成形圧力、温度の自由度の観点から、金属製の型を用いて成形をおこなう金型プレス法を用いることがより好ましい。   Here, the type of press molding can be selected according to the molded product to be obtained. Here, the press molding is a method of obtaining a molded body by applying deformation such as bending, shearing, compression, etc. to the laminated preform using a processing machine and a die, a tool or other molding jigs or auxiliary materials. However, examples of the forming form include drawing, deep drawing, flange, call gate, edge curling, and stamping. In addition, as a press molding method, among various existing press molding methods, an autoclave method often used for producing a molded product member such as a large aircraft, or a mold having a relatively simple process. The pressing method is preferred, but from the viewpoint of energy consumption in equipment and molding process, simplification of jigs and auxiliary materials used, molding pressure, and flexibility of temperature, a metal mold is used. It is more preferable to use a die press method in which molding is performed.

金型プレス法には、前記プリフォームを型内に予め配置しておき、型締とともに加圧、加熱をおこない、次いで型締をおこなったまま、金型の冷却により該プリフォームの冷却をおこない成形品を得るホットプレス法や、予め該プリプレグまたはプリフォームを、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に、遠赤外線ヒーター、加熱板、高温オーブン、誘電加熱などに例示される加熱装置で加熱し、熱可塑性樹脂を溶融、軟化させた状態で、前記成形型の下面となる型の上に配置し、次いで型を閉じて型締を行い、その後加圧冷却する方法であるスタンピング成形を採用することができる。プレス成形方法については、特に制限はないが、成形サイクルを早めて生産性を高める観点からは、スタンピング成形であることが好ましい。   In the mold press method, the preform is placed in the mold in advance, and is pressed and heated together with the mold clamping, and then the preform is cooled by cooling the mold while the mold clamping is performed. A hot press method for obtaining a molded product, or by heating the prepreg or preform in advance with a heating device exemplified by a far infrared heater, a heating plate, a high temperature oven, dielectric heating or the like above the melting temperature of the thermoplastic resin, It is possible to adopt stamping molding, which is a method in which a plastic resin is melted and softened and placed on a mold which becomes the lower surface of the mold, and then the mold is closed and clamped and then pressurized and cooled. it can. The press molding method is not particularly limited, but stamping molding is preferred from the viewpoint of increasing the productivity by increasing the molding cycle.

さらに、樹脂が熱可塑性樹脂であるため、前記予熱によりプリプレグまたはプリフォームを賦形可能な状態ととできる。そして予熱の温度は、前記熱可塑性樹脂の融点または軟化点以上とすることが好ましい。   Further, since the resin is a thermoplastic resin, the prepreg or the preform can be shaped by the preheating. The preheating temperature is preferably equal to or higher than the melting point or softening point of the thermoplastic resin.

予熱したプリプレグまたはプリフォームをプレス成形に用いられる金型まで搬送するに際し、予熱状態を十分に保ったままでプレス成形するために、素早く搬送することが好ましい。具体的には、プリプレグまたはプリフォームを予熱後、金型まで搬送してプレス成形で加圧を開始するまでの所要時間が1分以内であることが好ましく、30秒以内であることがより好ましく、15秒以内であることがさらに好ましい。   When the preheated prepreg or preform is transported to a mold used for press molding, it is preferably transported quickly in order to perform press molding while maintaining a preheated state sufficiently. Specifically, it is preferable that the required time from the preheating of the prepreg or the preform to the mold to start pressing by press molding is preferably within 1 minute, more preferably within 30 seconds. More preferably, it is within 15 seconds.

プレス金型での加圧については、プリプレグまたはプリフォームを良好に賦形させる観点から、加圧力は0.1MPa以上である必要がある。好ましくは1MPa以上、より好ましくは10MPa以上である。加圧力の上限については、成形時の強化繊維の折損を抑え本発明の目的を達成する観点から、100MPa以下である必要がある。   About pressurization with a press die, from the viewpoint of forming a prepreg or a preform well, the applied pressure needs to be 0.1 MPa or more. Preferably it is 1 MPa or more, More preferably, it is 10 MPa or more. The upper limit of the applied pressure needs to be 100 MPa or less from the viewpoint of suppressing breakage of the reinforcing fiber during molding and achieving the object of the present invention.

プレス金型での冷却については特に制限されることはないが、プリプレグまたはプリフォームを構成する樹脂として熱可塑性樹脂を使用しているので、予熱したプリフォームを十分に冷却させる観点から、金型の表面温度を熱可塑性樹脂の融点または軟化点以下とすることが好ましい。また脱型を早めて成形サイクルを短くする観点からは、金型温度を熱可塑性樹脂の融点または軟化点よりも30℃以上低くすることが好ましい。より好ましくは50℃以上低くすることである。   There is no particular limitation on the cooling in the press mold, but since the thermoplastic resin is used as the resin constituting the prepreg or preform, the mold is used from the viewpoint of sufficiently cooling the preheated preform. It is preferable to set the surface temperature of the resin below the melting point or softening point of the thermoplastic resin. Further, from the viewpoint of demolding and shortening the molding cycle, it is preferable to lower the mold temperature by 30 ° C. or more than the melting point or softening point of the thermoplastic resin. More preferably, it is lowered by 50 ° C. or more.

次に本発明において、プリフォームを金型に配置してプレス成形する工程について説明する。本発明では、プリフォームを、次式で示されるチャージ率を100%より大きくして金型に配置することが好ましい。
・チャージ率(%)=100×(プリフォームの面積)/(金型キャビティ総面積)。
Next, in the present invention, a process of placing a preform on a mold and press molding will be described. In the present invention, it is preferable to place the preform in a mold with a charge rate represented by the following formula larger than 100%.
Charge rate (%) = 100 × (preform area) / (total mold cavity area).

チャージ率が100%より大きい、すなわち金型キャビティ総面積を全てカバーする大きさよりも大きいプリフォームを金型に配置することで、成形時にプリフォームに過度な流動を起こすことなく、繊維配向を保ったままで成形が可能となる。このため、成形時に繊維配向を乱したり、成形時の流動によって繊維配向に異方性を生じさせたりすることを極力抑えて、プリプレグまたはプリフォームの繊維配向を活かした成形品を得ることができる。好ましくはチャージ率を105%以上、さらに好ましくは110%以上とすることである。チャージ率の上限については、特に制限はないが、材料を有効に使用し、無駄を省く観点からは150%以下であることが好ましい。   By placing a preform in the mold with a charge rate greater than 100%, that is, larger than the size that covers the entire mold cavity area, fiber orientation is maintained without causing excessive flow in the preform during molding. Molding can be performed as is. For this reason, it is possible to obtain a molded article that makes use of the fiber orientation of the prepreg or preform by suppressing the fiber orientation at the time of molding or suppressing the occurrence of anisotropy in the fiber orientation by the flow at the time of molding. it can. Preferably, the charge rate is 105% or more, more preferably 110% or more. The upper limit of the charge rate is not particularly limited, but is preferably 150% or less from the viewpoint of effectively using materials and eliminating waste.

次に成形用の金型について説明する。金型は大きく2種類に分類され、1つは鋳造や射出成形などに使用される密閉金型であり、もう1つはプレス成形や鍛造などに使用される開放金型である。密閉金型は主に内部に材料を流し込んで成形する金型であり、開放金型は主に材料を流さずに変形させて成形する金型である。成形時に基材に過度な流動を起こすことなく、成形時にプリプレグまたはプリフォームの繊維配向を乱したり、成形時の流動によって繊維配向に異方性を生じさせたりすることを極力抑えて、プリプレグまたはプリフォームの繊維配向を活かした成形品を得るために、開放金型を用いることが好ましい。また、成形時の分解ガスや混入空気を型外に排除する観点からも開放金型が好ましい。   Next, a mold for molding will be described. The molds are roughly classified into two types, one is a sealed mold used for casting, injection molding and the like, and the other is an open mold used for press molding and forging. The hermetically sealed mold is a mold mainly formed by pouring a material into the interior, and the open mold is a mold formed mainly by deforming without flowing the material. Pre-preg without undue flow of the base material during molding, while suppressing the fiber orientation of the prepreg or preform during molding or suppressing the occurrence of anisotropy in the fiber orientation due to flow during molding. Alternatively, it is preferable to use an open mold in order to obtain a molded product taking advantage of the fiber orientation of the preform. An open mold is also preferable from the viewpoint of eliminating decomposition gas and mixed air from the mold during molding.

さらに、金型には打ち抜き機構、パンチング機構、タッピング機構から選択される少なくとも一種を有する金型が好ましい。プレス成形で得られた成形品は、プリフォームのチャージ率を、金型のキャビティ総面積に対し100%より大きくしてプレス成形する場合もあり、成形品として必要な部分と不必要な部分(端部)を有することがある。従って、成形後に成形品の形状を仕上げるために、この端部を除去する工程が必要となる場合がある。また、成形品は、その使用目的などによっては発生ガスや熱交換のための通気口や排気口、成形品の掴み部分、加工用のネジ孔やボルト接合用の孔、意匠性の付与を目的とした孔や打ち抜き模様などで利用する孔部を有する成形品に加工することが想定される。前記した3つの機構から選択される少なくとも一種を有することで、プレス成形後に端部を除去する工程や必要な孔部を形成する工程をプレス成形と同時に実施することができ、工程の簡略化を図ることができるために好ましい。   Further, the mold is preferably a mold having at least one selected from a punching mechanism, a punching mechanism, and a tapping mechanism. Molded products obtained by press molding may be press-molded with a preform charge rate greater than 100% of the total cavity area of the mold. End). Therefore, in order to finish the shape of the molded product after molding, a step of removing this end portion may be necessary. Depending on the purpose of use of the molded product, the purpose is to provide gas and heat exchange vents and exhaust ports, gripping parts of molded products, screw holes for processing, holes for bolt connection, and design. It is assumed to be processed into a molded product having a hole portion used for the hole or punching pattern. By having at least one selected from the three mechanisms described above, the step of removing the end portion after press molding and the step of forming the necessary hole can be performed simultaneously with press molding, simplifying the process. This is preferable because it can be achieved.

本発明で得られるプレス成形品の用途としては、例えば、「パソコン、ディスプレイ、OA機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルMD、携帯用ラジオカセット、PDA(電子手帳などの携帯情報端末)、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品などの筐体、トレイ、シャーシ、内装部材、またはそのケース」などの電気、電子機器部品、「支柱、パネル、補強材」などの土木、建材用部品、「各種メンバ、各種フレーム、各種ヒンジ、各種アーム、各種車軸、各種車輪用軸受、各種ビーム、プロペラシャフト、ホイール、ギアボックスなどの、サスペンション、アクセル、またはステアリング部品」、「フード、ルーフ、ドア、フェンダ、トランクリッド、サイドパネル、リアエンドパネル、アッパーバックパネル、フロントボディー、アンダーボディー、各種ピラー、各種メンバ、各種フレーム、各種ビーム、各種サポート、各種レール、各種ヒンジなどの、外板、またはボディー部品」、「バンパー、バンパービーム、モール、アンダーカバー、エンジンカバー、整流板、スポイラー、カウルルーバー、エアロパーツなど外装部品」、「インストルメントパネル、シートフレーム、ドアトリム、ピラートリム、ハンドル、各種モジュールなどの内装部品」、または「モーター部品、CNGタンク、ガソリンタンク、燃料ポンプ、エアーインテーク、インテークマニホールド、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、各種配管、各種バルブなどの燃料系、排気系、または吸気系部品」などの自動車、二輪車用構造部品、「その他、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ICレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、エンジン冷却水ジョイント、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、タービンべイン、ワイパーモーター関係部品、ディストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、ウィンドウオッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、バッテリートレイ、ATブラケット、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング、プロテクター、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、スペアタイヤカバー、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、スカッフプレート、フェイシャー」、などの自動車、二輪車用部品、「ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブ」などの航空機用部品が挙げられる。力学特性の観点より、電気、電子機器用の筐体、土木、建材用のパネル、自動車用の構造部品、航空機用の部品に好ましく用いられる。とりわけ、力学特性および等方性の観点より、自動車、二輪車用構造部品に好ましく用いられる。   Examples of the use of the press-molded article obtained in the present invention include “personal computers, displays, OA equipment, mobile phones, personal digital assistants, facsimiles, compact discs, portable MDs, portable radio cassettes, PDAs (portables such as electronic notebooks). Information terminals), video cameras, digital video cameras, optical equipment, audio equipment, air conditioners, lighting equipment, entertainment equipment, toy goods, other household appliances and other casings, trays, chassis, interior members, Electronic equipment parts, civil engineering structures such as “posts, panels, reinforcements”, building material parts, “various members, various frames, various hinges, various arms, various axles, various wheel bearings, various beams, propeller shafts, wheels, gears Suspension, accelerator or steering parts such as boxes "," hoods, Outside doors, doors, fenders, trunk lids, side panels, rear end panels, upper back panels, front bodies, under bodies, various pillars, various members, various frames, various beams, various supports, various rails, various hinges, etc. Board or body parts ”,“ bumper, bumper beam, molding, under cover, engine cover, current plate, spoiler, cowl louver, aero parts, etc. ”,“ instrument panel, seat frame, door trim, pillar trim, handle, Interior parts such as various modules "or" motor parts, CNG tank, gasoline tank, fuel pump, air intake, intake manifold, carburetor main body, carburetor spacer, various piping, various Automotive parts such as fuel systems such as rubbing, exhaust system or intake system parts, structural parts for motorcycles, "others, alternator terminal, alternator connector, IC regulator, light meter potentiometer base, engine coolant joint, air conditioner thermostat Base, heating hot air flow control valve, brush holder for radiator motor, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch, starter relay, window washer nozzle, air conditioner panel switch board, fuel related electromagnetic valve coil, Battery tray, AT bracket, head lamp support, pedal housing, protector, horn terminal, step motor rotor, lamp socket, lamp Automotive parts, motorcycle parts, landing gear pods, winglets, spoilers, etc., reflectors, lamp housings, brake pistons, noise shields, spare tire covers, solenoid bobbins, engine oil filters, ignition device cases, scuff plates, fascias, etc. , Edges, ladders, elevators, failings, ribs "and other aircraft parts. From the viewpoint of mechanical properties, it is preferably used for electrical and electronic equipment casings, civil engineering, building material panels, automotive structural parts, and aircraft parts. In particular, it is preferably used for structural parts for automobiles and motorcycles from the viewpoint of mechanical properties and isotropy.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

(1)プリプレグに含まれる強化繊維長の評価
プリプレグを空気中500℃で1時間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばした。残った強化繊維を無作為に400本選び出し、その長さを1μm単位まで光学顕微鏡にて測定し、繊維長とその割合を測定した。
(1) Evaluation of reinforcing fiber length contained in prepreg The prepreg was heated in air at 500 ° C. for 1 hour to burn off the resin component. 400 remaining reinforcing fibers were selected at random, and the length was measured with an optical microscope up to a 1 μm unit, and the fiber length and its ratio were measured.

さらに0.25mm未満、0.25mm以上0.5mm未満、0.5mm以上0.75mm未満、というように0.25mm間隔で、強化繊維の度数をカウントし、繊維長分布を評価した。   Further, the fiber length distribution was evaluated by counting the frequency of the reinforcing fibers at intervals of 0.25 mm, such as less than 0.25 mm, 0.25 mm or more and less than 0.5 mm, or 0.5 mm or more and less than 0.75 mm.

(2)プリプレグ中の強化繊維の二次元配向角の測定
図2に示すように、プリプレグを2枚のステンレス製メッシュ(2.5cm当たり50個のメッシュを有する平織形状)に挟み、プリプレグが動かないようにネジを調整して固定した。これを空気中500℃で1時間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばした。ステンレス製メッシュを外し、得られた強化繊維基材を顕微鏡で観察し、無作為に強化繊維単糸(a)を1本選定し、該強化繊維単糸に交差する別の強化繊維単糸との二次元配向角を画像観察より測定した。配向角は交差する2つの強化繊維単糸とのなす2つの角度のうち、0°以上90°以下の角度(鋭角側)を採用した。選定した強化繊維単糸(a)1本あたりの二次元配向角の測定数はn=20とした。同様の測定を合計5本の強化繊維単糸を選定しておこない、その平均値をもって二次元配向角とした。
(2) Measurement of two-dimensional orientation angle of reinforcing fiber in prepreg As shown in FIG. 2, the prepreg is sandwiched between two stainless meshes (a plain weave shape having 50 meshes per 2.5 cm), and the prepreg moves. The screw was adjusted and fixed so that there was no. This was heated in air at 500 ° C. for 1 hour to burn off the resin component. Remove the stainless steel mesh, observe the resulting reinforcing fiber substrate with a microscope, select one reinforcing fiber single yarn (a) at random, and another reinforcing fiber single yarn intersecting with the reinforcing fiber single yarn; The two-dimensional orientation angle was measured by image observation. As the orientation angle, an angle of 0 ° or more and 90 ° or less (acute angle side) among two angles formed by two reinforcing fiber single yarns intersecting each other was adopted. The number of measured two-dimensional orientation angles per selected reinforcing fiber single yarn (a) was n = 20. The same measurement was performed by selecting a total of five reinforcing fiber single yarns, and the average value was taken as the two-dimensional orientation angle.

(3)強化繊維基材の空気量(フラジール法)
上記(2)の焼き飛ばしと同様にして得た強化繊維基材をもちいて、ASTM D737に基づくフラジール形法で測定される空気量を測定した。
(3) Air volume of reinforcing fiber base (Fragile method)
The amount of air measured by the Frazier method based on ASTM D737 was measured using the reinforcing fiber base material obtained in the same manner as in the above (2).

(4)プリプレグ中の強化繊維の繊維質量含有率Wf(%)
プリプレグの質量W1を測定したのち、該プリプレグを空気中500℃で1時間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばし、残った強化繊維の質量W2を測定し、次式により算出した。
・Wf(%)=100×W2/W1。
(4) Fiber mass content Wf (%) of reinforcing fiber in prepreg
After measuring the mass W1 of the prepreg, the prepreg was heated in air at 500 ° C. for 1 hour to burn off the resin component, and the mass W2 of the remaining reinforcing fiber was measured.
Wf (%) = 100 × W2 / W1.

(5)プリプレグの厚みhn、およびプリフォームの厚みhpn(hn、hpn(n=0,1、2、3、4))
空気中で、測定する温度にプリプレグまたはプリフォームを10分間放置したのち、室温まで冷却した。該プリプレグまたはプリフォームにおいて2点X、Yを直線距離XYが最も長くなるように決定し、該直線XYを10等分した際の両端XYを除く各分割点において厚みを測定し、その平均値をもってプリプレグまたはプリフォームの厚みhn、hpnとした。
(5) Prepreg thickness hn and preform thickness hpn (hn, hpn (n = 0, 1, 2, 3, 4))
The prepreg or preform was allowed to stand at the temperature to be measured in air for 10 minutes, and then cooled to room temperature. In the prepreg or preform, two points X and Y are determined so that the linear distance XY is the longest, and the thickness is measured at each dividing point excluding both ends XY when the straight line XY is divided into 10 equal parts, and the average value thereof The thickness of the prepreg or preform was set to hn, hpn.

(6)プリプレグの嵩密度
100mm角のプリプレグを切り出し、重量Wを測定し、次式より嵩密度を算出した。
・プリプレグの嵩密度=W/(10×10×h0)
h0:プリプレグの厚み。
(6) Bulk density of prepreg A 100 mm square prepreg was cut out, the weight W was measured, and the bulk density was calculated from the following formula.
-Bulk density of prepreg = W / (10 × 10 × h0)
h0: Thickness of the prepreg.

(7)プリプレグの樹脂含浸率%
プリプレグの厚み方向断面を以下のように観察して測定した。プリプレグの端部を研磨し、プリプレグをエポキシ樹脂で包埋し、プリプレグの断面端部にあたる面を研磨し、プリプレグの厚み×幅500μmの範囲を超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK−9500(コントローラー部)/VK−9510(測定部)((株)キーエンス製)を使用して拡大倍率400倍で撮影した。撮影画像において、樹脂が含浸している部位と、樹脂が含浸していない部位の面積を求め、次式により樹脂含浸率を算出した。
・樹脂含浸率(%)=100×(樹脂が含浸している部位の総面積)/(プリプレグの観察部位の断面積)。
(7) Resin impregnation percentage of prepreg%
The thickness direction cross section of the prepreg was observed and measured as follows. Polishing the edge of the prepreg, embedding the prepreg with an epoxy resin, polishing the surface corresponding to the cross-sectional edge of the prepreg, and adjusting the thickness of the prepreg to a width of 500 μm in the ultra-deep color 3D shape measurement microscope VK-9500 (controller part) ) / VK-9510 (measurement unit) (manufactured by Keyence Co., Ltd.). In the photographed image, the area of the part impregnated with the resin and the area of the part not impregnated with the resin were obtained, and the resin impregnation rate was calculated by the following formula.
Resin impregnation rate (%) = 100 × (total area of the part impregnated with resin) / (cross-sectional area of the observation part of the prepreg).

(8)プリプレグの引張強度σ
プリプレグから試験片を切り出し、ISO527−3法(1995)に従い引張特性を測定した。試験片は、任意の方向を0°方向とした場合に+45°、−45°、90°方向の4方向について切り出した試験片を作製し、それぞれの方向について測定数はn=5とし、平均値を引張強度とした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。
(8) Tensile strength σ of prepreg
A test piece was cut out from the prepreg, and tensile properties were measured in accordance with ISO527-3 method (1995). Test specimens were prepared by cutting out test specimens in four directions of + 45 °, −45 °, and 90 ° when an arbitrary direction was set to 0 °, and the number of measurements in each direction was n = 5, and the average The value was taken as the tensile strength. As the measuring apparatus, “Instron (registered trademark)” 5565 type universal material testing machine (manufactured by Instron Japan Co., Ltd.) was used.

(9)引張強度σMax、σMin
上記(8)で測定した引張強度σのうち、最大値をσMax、最小値をσMinとした。
(9) Tensile strength σMax, σMin
Of the tensile strength σ measured in (8) above, the maximum value was σMax and the minimum value was σMin.

(10)成形品の比強度
成形品から試験片を切り出し、ISO1183(1987)に準拠して成形品の比重ρを測定した。次いで成形品から試験片を切り出し、ISO527−3法(1995)に従い引張強度を測定した。試験片は、任意の方向を0°方向とした場合に+45°、−45°、90°方向の4方向について切り出した試験片を作製し、それぞれの方向について測定数はn=5とし、平均値を引張強度σcとした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。得られた結果より次式により、成形品の比強度を算出した。
・成形品の比強度=σc/ρ。
(10) Specific Strength of Molded Product A test piece was cut out from the molded product, and the specific gravity ρ of the molded product was measured according to ISO 1183 (1987). Then, a test piece was cut out from the molded article, and the tensile strength was measured according to ISO527-3 method (1995). Test specimens were prepared by cutting out test specimens in four directions of + 45 °, −45 °, and 90 ° when an arbitrary direction was set to 0 °, and the number of measurements in each direction was n = 5, and the average The value was taken as the tensile strength σc. As the measuring apparatus, “Instron (registered trademark)” 5565 type universal material testing machine (manufactured by Instron Japan Co., Ltd.) was used. From the obtained result, the specific strength of the molded product was calculated by the following formula.
The specific strength of the molded product = σc / ρ.

(11)成形品の引張強度のσcMax、σcMin
測定する成形品における0°、+45°、−45°、90°の4方向全てにおいて測定される引張強度のうち、最大値をσcMax、最小値をσcMinとした。
(11) σcMax, σcMin of the tensile strength of the molded product
Of the tensile strengths measured in all four directions of 0 °, + 45 °, −45 °, and 90 ° in the molded article to be measured, the maximum value was σcMax, and the minimum value was σcMin.

(12)成形品の比剛性
成形品から試験片を切り出し、ISO178法(1993)に従い曲げ弾性率を測定した。試験片は、任意の方向を0°方向とした場合に+45°、−45°、90°方向の4方向について切り出した試験片を作製し、それぞれの方向について測定数はn=5とし、平均値を曲げ弾性率Ecとした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。得られた結果より次式により、成形品の比剛性を算出した。
・成形品の比剛性 =Ec1/3/ρ。
(12) Specific rigidity of molded product A test piece was cut out from the molded product, and the flexural modulus was measured according to the ISO178 method (1993). Test specimens were prepared by cutting out test specimens in four directions of + 45 °, −45 °, and 90 ° when an arbitrary direction was set to 0 °, and the number of measurements in each direction was n = 5, and the average The value was defined as the flexural modulus Ec. As the measuring apparatus, “Instron (registered trademark)” 5565 type universal material testing machine (manufactured by Instron Japan Co., Ltd.) was used. From the obtained results, the specific rigidity of the molded product was calculated according to the following equation.
-Specific rigidity of the molded product = Ec 1/3 / ρ.

(13)成形品の曲げ弾性率のEcMax、Ecmin
測定する成形品における0°、+45°、−45°、90°の4方向全てにおいて測定される曲げ弾性率のうち、最大値をEcMax、最小値をEcMinとした。
(13) EcMax, Ecmin of flexural modulus of molded product
Of the bending elastic modulus measured in all four directions of 0 °, + 45 °, −45 °, and 90 ° in the molded product to be measured, the maximum value was EcMax, and the minimum value was EcMin.

(14)積層プリフォームの層間剪断強度
積層プリフォームより試験片を切り出し、ASTM−D−2344に基づき幅6.4mm、長さ14mmの試験片を作製し、3点曲げ試験をn=10で行い、層間剪断強度を測定した。結果にはn=10の平均値を採用した。
(14) Interlaminar shear strength of laminated preform A test piece was cut out from the laminated preform, a test piece having a width of 6.4 mm and a length of 14 mm was prepared based on ASTM-D-2344, and a three-point bending test was performed with n = 10. And measured the interlaminar shear strength. The average value of n = 10 was adopted as the result.

(15)成形品の線膨張係数
成形品から試験片を切り出し、ISO11359−2に準拠して測定した。試験片は、任意の方向を0°方向とした場合に+45°、−45°、90°方向の4方向について切り出した試験片を作製し、それぞれの方向について測定数はn=5とし、平均値を線膨張係数Ccとした。
(15) Linear expansion coefficient of molded product A test piece was cut out from the molded product and measured according to ISO11359-2. Test specimens were prepared by cutting out test specimens in four directions of + 45 °, −45 °, and 90 ° when an arbitrary direction was set to 0 °, and the number of measurements in each direction was n = 5, and the average The value was taken as the linear expansion coefficient Cc.

(16)成形品の線膨張係数のCcMax、CcMin
測定する成形品における0°、+45°、−45°、90°の4方向全てにおいて測定される線膨張係数のうち、最大値をCcMax、最小値をCcMinとした。
(16) CcMax, CcMin of linear expansion coefficient of molded product
Of the linear expansion coefficients measured in all four directions of 0 °, + 45 °, −45 °, and 90 ° in the molded article to be measured, the maximum value was CcMax and the minimum value was CcMin.

(17)成形品の比強度の判定
成形品の比強度をもとに以下の基準で判定した。
A:比強度300MPa以上
B:比強度200MPa以上300MPa未満
C:比強度150MPa以上200MPa未満
D:比強度150MPa未満。
(17) Determination of specific strength of molded product Based on the specific strength of the molded product, determination was made according to the following criteria.
A: Specific strength of 300 MPa or more
B: Specific strength 200 MPa or more and less than 300 MPa C: Specific strength 150 MPa or more and less than 200 MPa D: Specific strength less than 150 MPa.

(18)成形品の比剛性の判定
成形品の比剛性をもとに以下の基準で判定した。
AAA:比剛性3.00以上
AA:比剛性2.50以上3.00未満
A:比剛性2.20以上2.50未満
B:比剛性2.00以上2.20未満
C:比剛性1.50以上2.00未満
D:比剛性1.50未満。
(18) Determination of specific rigidity of molded product Based on the specific rigidity of the molded product, the following standard was used.
AAA: Specific rigidity of 3.00 or more
A: Specific rigidity 2.50 or more and less than 3.00 A: Specific rigidity 2.20 or more and less than 2.50 B: Specific rigidity 2.00 or more and less than 2.20 C: Specific rigidity 1.50 or more and less than 2.00 D: Specific rigidity less than 1.50.

(19)成形品の線膨張係数の判定
成形品の線膨張係数をもとに以下の基準で判定した。1×10−6〜20×10−5/K
A:線膨張係数7×10−6/K以下
B:線膨張係数7×10−6/Kより大きく10×10−6/K以下
C:線膨張係数10×10−6/Kより大きく20×10−6/K以下
D:線膨張係数20×10−6/Kより大きい。
(19) Determination of linear expansion coefficient of molded product Based on the linear expansion coefficient of the molded product, determination was made according to the following criteria. 1 × 10 −6 to 20 × 10 −5 / K
A: Linear expansion coefficient 7 × 10 −6 / K or less
B: Linear expansion coefficient larger than 7 × 10 −6 / K and not more than 10 × 10 −6 / K C: Linear expansion coefficient larger than 10 × 10 −6 / K and not more than 20 × 10 −6 / K D: Linear expansion coefficient 20 It is larger than × 10 −6 / K.

(20)成形品の等方性の判定
成形品の引張強度、曲げ弾性率、線膨張係数の各特性の面内バラツキをもとに以下の基準で判定した。
AA:最大値が最小値の1.0倍以上1.1倍以下
A:最大値が最小値の1.1倍よりも大きく1.3倍以下
B:最大値が最小値の1.3倍よりも大きく2倍以下
C:最大値が最小値の2倍よりも大きい。
(20) Determination of isotropy of molded product Based on the in-plane variations of the tensile strength, flexural modulus, and linear expansion coefficient of the molded product, the following criteria were used.
AA: The maximum value is 1.0 to 1.1 times the minimum value A: The maximum value is larger than 1.1 times the minimum value and 1.3 times or less B: The maximum value is 1.3 times the minimum value Greater than and less than twice C: The maximum value is greater than twice the minimum value.

参考例1.炭素繊維1
ポリアクリロニトリルを主成分とする共重合体から紡糸、焼成処理、表面酸化処理を行い、総単糸数12,000本の連続炭素繊維を得た。この連続炭素繊維の特性は次に示す通りであった。
Reference Example 1 Carbon fiber 1
Spinning, firing treatment, and surface oxidation treatment were carried out from a copolymer containing polyacrylonitrile as a main component to obtain continuous carbon fibers having a total number of 12,000 single yarns. The characteristics of this continuous carbon fiber were as follows.

単繊維径:7μm
単位長さ当たりの質量:1.6g/m
比重:1.8
引張強度:4600MPa
引張弾性率:220GPa。
Single fiber diameter: 7μm
Mass per unit length: 1.6 g / m
Specific gravity: 1.8
Tensile strength: 4600 MPa
Tensile modulus: 220 GPa.

参考例2.炭素繊維2
ポリアクリロニトリルを主成分とする共重合体から紡糸、焼成処理、表面酸化処理を行い、総単糸数12,000本の連続炭素繊維を得た。この連続炭素繊維の特性は次に示す通りであった。
Reference Example 2 Carbon fiber 2
Spinning, firing treatment, and surface oxidation treatment were carried out from a copolymer containing polyacrylonitrile as a main component to obtain continuous carbon fibers having a total number of 12,000 single yarns. The characteristics of this continuous carbon fiber were as follows.

単繊維径:7μm
単位長さ当たりの質量:1.6g/m
比重:1.8
引張強度:4100MPa
引張弾性率:420GPa。
Single fiber diameter: 7μm
Mass per unit length: 1.6 g / m
Specific gravity: 1.8
Tensile strength: 4100 MPa
Tensile modulus: 420 GPa.

参考例3.炭素繊維3
東レ(株)製トレカT700S−12K−50C。
Reference Example 3. Carbon fiber 3
Toray Industries, Inc. trading card T700S-12K-50C.

参考例4.ガラス繊維
日東紡製、商品名 PF−E001。
Reference Example 4 Glass fiber manufactured by Nittobo, trade name PF-E001.

参考例5.ガラス繊維強化熱可塑性樹脂(GMT)
Quadrant社製、ユニシートP4038−BK31。厚み3.8mm。
Reference Example 5 Glass fiber reinforced thermoplastic resin (GMT)
Quadrant, Unisheet P4038-BK31. Thickness 3.8mm.

参考例6.PP樹脂シート
未変性ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー(株)製“プライムポリプロ”J105G)50重量%と、酸変性ポリプロピレン樹脂(三井化学(株)製“アドマー”QB510)50重量%とからなる厚み1mmの樹脂シートを作製した。
Reference Example 6 PP resin sheet Unmodified polypropylene resin (Prime Polymer Co., Ltd. “Prime Polypro” J105G) 50% by weight and acid-modified polypropylene resin (Mitsui Chemicals Co., Ltd. “Admer” QB510) 50% by weight A resin sheet was produced.

参考例7.発泡PP樹脂シート
古川電工製、商品名 エフセル(2倍発泡、厚み1mm)。
Reference Example 7 Foam PP resin sheet, Furukawa Electric Co., Ltd., trade name Fcell (double foam, thickness 1 mm).

参考例8.透明性ナイロン樹脂フィルム
東京材料(株)製、クリスタミド MS1100からなる透明性ナイロン樹脂フィルム(透明Ny、厚み50μm)を作製した。
Reference Example 8 Transparent Nylon Resin Film A transparent nylon resin film (transparent Ny, thickness 50 μm) made of Crystamide MS1100 manufactured by Tokyo Materials Co., Ltd. was produced.

参考例9.ナイロン樹脂難燃性フィルム
東レ(株)製、CM1007(ナイロン6樹脂)100質量部に対して、燐化学工業製、ノーバレッド120(平均粒径25μm、リン含有率85%)10質量部を配合、混練しナイロン6樹脂難燃性フィルム(難燃Ny、厚み50μm)を得た。このフィルムの難燃性はUL94、VTM−0であった。
Reference Example 9 Nylon resin flame retardant film 100 parts by mass of CM1007 (nylon 6 resin) manufactured by Toray Industries, Inc. 10 parts by mass of NOVARED 120 (average particle size 25 μm, phosphorus content 85%) manufactured by Rin Chemical Industry Co., Ltd. And a nylon 6 resin flame retardant film (flame retardant Ny, thickness 50 μm). The flame retardancy of this film was UL94, VTM-0.

参考例10.連続炭素繊維プリプレグ
東レ(株)製、トレカプリプレグP3052S−12。
Reference Example 10 Continuous carbon fiber prepreg Toray Co., Ltd., TORAYCA prepreg P3052S-12.

参考例11.炭素繊維シートモールディングコンパウンド(SMC)
参考例3のトレカT700S−12K−50Cを25mm長にカットし、該カット炭素繊維束をランダムな方向に炭素繊維束が分布するように散らばらせ、炭素繊維束ランダム配向基材を作製した。該炭素繊維束ランダム配向基材を60質量部に、以下の炭素繊維シートモールディングコンパウンド用ビニルエステル樹脂40質量部を含浸させ、炭素繊維シートモールディングコンパウンド基材(SMC)を作製した。厚み2mm。
Reference Example 11 Carbon fiber sheet molding compound (SMC)
The trading card T700S-12K-50C of Reference Example 3 was cut to a length of 25 mm, and the cut carbon fiber bundles were scattered so that the carbon fiber bundles were distributed in random directions, thereby producing a carbon fiber bundle random orientation base material. 60 parts by mass of the carbon fiber bundle random orientation base material was impregnated with 40 parts by mass of the following vinyl ester resin for carbon fiber sheet molding compound to prepare a carbon fiber sheet molding compound base material (SMC). Thickness 2mm.

ビニルエステル樹脂:昭和高分子社製リポキシH600をマトリックス樹脂とし、そのビニルエステル樹脂100質量部に対して、有機過酸化物硬化剤(日本油脂社製パーブチルZ)1.0質量部、重合禁止剤(精工化学社製TBH)0.6質量部、増粘剤(ダウ・ケミカル社製I・143L)13.0質量部、及び内部離型剤(アデカファイン社製ZNS・P)5.0質量部を配合したもの。   Vinyl ester resin: Showa High Polymer Co., Ltd. Lipoxy H600 as a matrix resin, 100 parts by mass of the vinyl ester resin, 1.0 part by mass of organic peroxide curing agent (Nippon Yushi Co., Ltd., Perbutyl Z), polymerization inhibitor (TBH manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.) 0.6 parts by mass, 13.0 parts by mass of thickener (I / 143L manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), and 5.0 parts by mass of internal mold release agent (ZNS • P manufactured by Adeka Fine Co., Ltd.) Part.

参考例12.切り込み入り炭素繊維プリプレグ
東レ(株)製、トレカプリプレグP3052S−17に、自動裁断機を用いて図7に示すような切り込みを連続的に挿入することにより、等間隔で規則的な切り込みを有する切り込み入り炭素繊維プリプレグを得た。切り込みの方向は繊維直交方向13で、切り込みの長さ17は5.1mmであり、間隔18(繊維長さ)は30mmである。隣り合う列の切り込みが互いに切り込んでいる19は0.1mmである。
Reference Example 12. Cut carbon fiber prepreg Cuts having regular cuts at equal intervals by continuously inserting cuts as shown in FIG. 7 into Toray Co., Ltd.'s Toray Co. prepreg P3052S-17 A carbon fiber prepreg was obtained. The cutting direction is the fiber orthogonal direction 13, the cutting length 17 is 5.1 mm, and the interval 18 (fiber length) is 30 mm. 19 in which the cuts in adjacent rows cut into each other is 0.1 mm.

参考例13.エポキシ樹脂1
エポキシ樹脂として、エポトートYD128(東都化成(株)製)を40質量部、エポトートYD128G(東都化成(株)製)を20質量部、エピコート1001(ジャパンエポキシレジン(株)製)を20質量部、エピコート1009(ジャパンエポキシレジン(株)製)を20質量部、硬化剤としてDICY7(ジャパンエポキシレジン(株)製、ジシアンジアミド)4質量部、DCMU99(保土ヶ谷化学(株)製、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレア)3質量部、その他添加剤としてビニレックK(チッソ(株)製、ポリビニルホルマール)5質量部を配合したもの。未硬化樹脂のガラス転移温度が3℃。60℃における粘度が200Pa・s。
Reference Example 13 Epoxy resin 1
As an epoxy resin, 40 parts by mass of Epototo YD128 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 20 parts by mass of Epototo YD128G (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 20 parts by mass of Epicoat 1001 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), 20 parts by mass of Epicoat 1009 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), 4 parts by mass of DICY7 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., dicyandiamide) as a curing agent, DCMU99 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), 3- (3,4 -Dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea) 3 parts by mass, and 5 parts by mass of vinylec K (manufactured by Chisso Corporation, polyvinyl formal) as other additives. The glass transition temperature of the uncured resin is 3 ° C. Viscosity at 60 ° C. is 200 Pa · s.

参考例14.エポキシ樹脂2
エポキシ樹脂として、エポトートYD128G(東都化成(株)製)を70質量部、エピコート1009(ジャパンエポキシレジン(株)製)を30質量部、硬化剤としてDICY7(ジャパンエポキシレジン(株)製、ジシアンジアミド)4質量部、DCMU99(保土ヶ谷化学(株)製、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレア)3質量部、その他添加剤としてビニレックK(チッソ(株)製、ポリビニルホルマール)5質量部を配合したもの。未硬化樹脂のガラス転移温度が60℃における粘度600Pa・s。
Reference Example 14 Epoxy resin 2
As epoxy resin, 70 parts by mass of Epototo YD128G (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 30 parts by mass of Epicoat 1009 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), and DICY7 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., dicyandiamide) as a curing agent 4 parts by mass, DCMU99 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., 3 parts by mass of 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea), and vinylec K (manufactured by Chisso Corporation, polyvinyl formal) as other additives A blend of 5 parts by weight. A viscosity of 600 Pa · s when the glass transition temperature of the uncured resin is 60 ° C.

参考例15.ナイロン6樹脂チョップド繊維
東レ(株)製、CM1007(ナイロン6樹脂)を紡糸して得たナイロン6樹脂の繊維(単繊維繊度3dtex)をカートリッジカッターで5.0mmにカットし、ナイロン6樹脂チョップド繊維を得た。
Reference Example 15. Nylon 6 resin chopped fiber Nylon 6 resin fiber (single fiber fineness 3 dtex) obtained by spinning CM1007 (nylon 6 resin) manufactured by Toray Industries, Inc. is cut to 5.0 mm with a cartridge cutter, and nylon 6 resin chopped fiber Got.

実施例1.
参考例1で得られた炭素繊維1をカートリッジカッターで6mmにカットし、チョップド炭素繊維を得た。水と界面活性剤(ナカライテクス(株)製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名))からなる濃度0.1質量%の分散液を作成し、この分散液と上記チョップド炭素繊維とを用いて図3の抄紙基材の製造装置を用いて、抄紙基材を製造した。製造装置は、分散槽としての容器下部に開口コックを有する直径1000mmの円筒形状の容器、分散槽と抄紙槽とを接続する直線状の輸送部(傾斜角30°)を備えている。分散槽の上面の開口部には撹拌機が付属し、開口部からチョップド炭素繊維および分散液(分散媒体)を投入可能である。抄紙槽が、底部に幅500mmの抄紙面を有するメッシュコンベアを備える槽である点、及び炭素繊維基材(抄紙基材)を運搬可能なコンベアをメッシュコンベアに接続している。抄紙は分散液中の炭素繊維濃度を0.05質量%としておこなった。抄紙した炭素繊維基材は200℃の乾燥炉で30分間乾燥した。得られた炭素繊維基材の幅は500mm、長さは500mm、目付は50g/mであった。
Example 1.
The carbon fiber 1 obtained in Reference Example 1 was cut to 6 mm with a cartridge cutter to obtain chopped carbon fiber. A dispersion having a concentration of 0.1% by mass comprising water and a surfactant (manufactured by Nacalai Tex Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl ether (trade name)) is prepared, and the dispersion and the chopped carbon fiber are used. A papermaking substrate was produced using the papermaking substrate production apparatus of FIG. The production apparatus includes a cylindrical container having a diameter of 1000 mm having an opening cock at the bottom of the container as a dispersion tank, and a linear transport section (inclination angle of 30 °) that connects the dispersion tank and the papermaking tank. A stirrer is attached to the opening on the upper surface of the dispersion tank, and chopped carbon fiber and dispersion liquid (dispersion medium) can be input from the opening. A point where the papermaking tank is a tank provided with a mesh conveyor having a papermaking surface having a width of 500 mm at the bottom, and a conveyor capable of transporting a carbon fiber substrate (papermaking substrate) are connected to the mesh conveyor. Papermaking was performed with a carbon fiber concentration in the dispersion of 0.05% by mass. The paper-made carbon fiber substrate was dried in a drying furnace at 200 ° C. for 30 minutes. The obtained carbon fiber substrate had a width of 500 mm, a length of 500 mm, and a basis weight of 50 g / m 2 .

上記炭素繊維基材を1枚と、東レ(株)製、CM1007(ナイロン6樹脂)の同じ厚みのフィルム2枚とを、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層し、250℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にナイロン6樹脂が含浸した幅500mm、長さプリプレグ(1)を作製した。プリプレグの特性を表1に示す。   One carbon fiber substrate and two films of the same thickness made by Toray Industries, Inc., CM1007 (nylon 6 resin) were laminated so as to be film / carbon fiber substrate / film, A prepreg (1) having a width of 500 mm and a length in which a carbon fiber substrate was impregnated with nylon 6 resin was produced at a temperature of 5 MPa over 2 minutes. Table 1 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(1)を8枚積層したプリフォーム(A)を作製し、遠赤外線加熱炉で、窒素雰囲気下、280℃に予熱した。キャビティ表面温度が120℃であり、厚み1.1mmの図4に示すB5サイズのL字箱型形状のキャビティを有するスタンピング成形金型にプリフォーム(A)を配置し(チャージ率110%)、金型を閉じ、成形圧力30MPaで加圧し、2分間保持した後、金型を開き、脱型し、L字箱型形状の成形品を得た。プリフォーム(A)は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表1、表4に示す。   A preform (A) in which eight prepregs (1) were laminated was prepared and preheated to 280 ° C. in a nitrogen atmosphere in a far infrared heating furnace. The preform (A) is placed in a stamping mold having a cavity surface temperature of 120 ° C. and a B5 size L-shaped cavity as shown in FIG. 4 having a thickness of 1.1 mm (charge rate 110%). The mold was closed and pressurized at a molding pressure of 30 MPa and held for 2 minutes, and then the mold was opened and demolded to obtain an L-shaped box-shaped molded product. The preform (A) was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. The characteristics of the molded product are shown in Tables 1 and 4.

実施例2.
炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムを、繊維質量含有率が52%となるように調整したこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグ(2)を作製した。プリプレグの特性を表1に示す。
Example 2
A prepreg (2) was produced in the same manner as in Example 1 except that the nylon 6 resin film impregnated in the carbon fiber substrate was adjusted so that the fiber mass content was 52%. Table 1 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(2)を17枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表1に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that a preform in which 17 prepregs (2) were laminated was produced. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 1 shows the characteristics of the molded product.

実施例3.
抄紙時の分散液の流速とメッシュコンベアの速度を調整して、炭素繊維基材の目付を70g/mとしたこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維基材を作製した。この炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムを、繊維質量含有率が65%となるように調整し、270℃の温度で5MPaの圧力を3分間かけて炭素繊維基材にナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(3)を作製した。繊維質量含有率が高いため、樹脂の含浸がやや難しくなった。プリプレグの特性を表1に示す。
Example 3
A carbon fiber substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the flow rate of the dispersion during papermaking and the speed of the mesh conveyor were adjusted so that the basis weight of the carbon fiber substrate was 70 g / m 2 . The nylon 6 resin film to be impregnated into the carbon fiber base material is adjusted so that the fiber mass content is 65%, and the pressure of 5 MPa is applied to the carbon fiber base material at a temperature of 270 ° C. for 3 minutes. An impregnated prepreg (3) was produced. Due to the high fiber mass content, impregnation of the resin was somewhat difficult. Table 1 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(3)を17枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表1に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that a preform in which 17 prepregs (3) were laminated was produced. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 1 shows the characteristics of the molded product.

実施例4.
炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムを、繊維質量含有率が15%となるように調整したこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグ(4)を作製した。プリプレグの特性を表1に示す。
Example 4
A prepreg (4) was produced in the same manner as in Example 1 except that the nylon 6 resin film impregnated into the carbon fiber substrate was adjusted so that the fiber mass content was 15%. Table 1 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(4)を4枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表1に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that a preform in which four prepregs (4) were laminated was produced. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 1 shows the characteristics of the molded product.

実施例5.
炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムを、繊維質量含有率が8%となるように調整したこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグ(5)を作製した。プリプレグの特性を表1に示す。
Example 5 FIG.
A prepreg (5) was produced in the same manner as in Example 1, except that the nylon 6 resin film impregnated in the carbon fiber substrate was adjusted so that the fiber mass content was 8%. Table 1 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(5)を2枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表1に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that a preform in which two prepregs (5) were laminated was produced. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 1 shows the characteristics of the molded product.

実施例6.
抄紙時のメッシュコンベアの速度を、分散液の流速の4倍の速度に調整したこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維基材を作製した。得られた炭素繊維基材を用いて、実施例1と同様にしてナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(6)を作製した。プリプレグの特性を表1に示す。
Example 6
A carbon fiber substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the speed of the mesh conveyor during papermaking was adjusted to a speed four times the flow rate of the dispersion. Using the obtained carbon fiber substrate, a prepreg (6) impregnated with nylon 6 resin was produced in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(6)を用いた以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表1に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepreg (6) was used. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 1 shows the characteristics of the molded product.

実施例7.
抄紙時の分散液の流速とメッシュコンベアの速度を調整して、炭素繊維基材の目付を20g/mとしたこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維基材を作製した。この炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムを、繊維質量含有率が20%となるように調整し、250℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(7)を作製した。プリプレグの特性を表1に示す。
Example 7
A carbon fiber substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the flow rate of the dispersion during papermaking and the speed of the mesh conveyor were adjusted so that the basis weight of the carbon fiber substrate was 20 g / m 2 . The nylon 6 resin film impregnated in the carbon fiber base is adjusted so that the fiber mass content is 20%, and the nylon 6 resin is applied to the carbon fiber base over a period of 2 minutes at a temperature of 250 ° C. and a pressure of 5 MPa. An impregnated prepreg (7) was produced. Table 1 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(7)を8枚積層したプリフォームを作製し、図4に示すのと同様の形状(B5サイズのL字箱型形状)で厚みが0.4mmのキャビティを有するスタンピング成形金型を用いた以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表1に示す。   A preform is prepared by laminating eight prepregs (7), and a stamping mold having the same shape (B5 size L-shaped box shape) as shown in FIG. 4 and a cavity having a thickness of 0.4 mm is used. Except that, an L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 1 shows the characteristics of the molded product.

実施例8
抄紙時の分散液の流速とメッシュコンベアの速度を調整して、炭素繊維基材の目付を10g/mとしたこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維基材を作製した。この炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムを、繊維質量含有率が20%となるように調整し、250℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(8)を作製した。プリプレグの特性を表1に示す。
Example 8
A carbon fiber substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion flow rate during paper making and the mesh conveyor speed were adjusted so that the basis weight of the carbon fiber substrate was 10 g / m 2 . The nylon 6 resin film impregnated in the carbon fiber base is adjusted so that the fiber mass content is 20%, and the nylon 6 resin is applied to the carbon fiber base over a period of 2 minutes at a temperature of 250 ° C. and a pressure of 5 MPa. An impregnated prepreg (8) was produced. Table 1 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(8)を16枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例7と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリプレグ(8)が極めて薄いため、積層枚数が多くなり積層に時間がかかったが、プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表1に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 7 except that a preform in which 16 prepregs (8) were laminated was produced. Since the prepreg (8) was extremely thin, the number of laminated layers increased and it took a long time to laminate, but the preform was shaped well according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. . Table 1 shows the characteristics of the molded product.

実施例9.
抄紙時の分散液の流速とメッシュコンベアの速度を調整して、炭素繊維基材の目付を200g/mとしたこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維基材を作製した。この炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムを、繊維質量含有率が20%となるように調整し、250℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(9)を作製した。プリプレグの特性を表2に示す。
Example 9
A carbon fiber substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the flow rate of the dispersion during papermaking and the speed of the mesh conveyor were adjusted so that the basis weight of the carbon fiber substrate was 200 g / m 2 . The nylon 6 resin film impregnated in the carbon fiber base is adjusted so that the fiber mass content is 20%, and the nylon 6 resin is applied to the carbon fiber base over a period of 2 minutes at a temperature of 250 ° C. and a pressure of 5 MPa. An impregnated prepreg (9) was produced. The properties of the prepreg are shown in Table 2.

プリプレグ(9)を2枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表2に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that a preform in which two prepregs (9) were laminated was produced. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 2 shows the characteristics of the molded product.

実施例10.
抄紙時に6mm長のチョップド炭素繊維と3mm長のチョップド炭素繊維を質量比で1:1に混合したチョップド炭素繊維を用いたこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維基材を作製した。得られた炭素繊維基材を用いて、実施例1と同様にしてナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(10)を作製した。プリプレグの特性を表2に示す。
Example 10
A carbon fiber substrate was prepared in the same manner as in Example 1 except that chopped carbon fiber in which 6 mm long chopped carbon fiber and 3 mm long chopped carbon fiber were mixed at a mass ratio of 1: 1 was used at the time of papermaking. Using the obtained carbon fiber substrate, a prepreg (10) impregnated with nylon 6 resin was produced in the same manner as in Example 1. The properties of the prepreg are shown in Table 2.

プリプレグ(10)を用いた以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表2に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepreg (10) was used. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 2 shows the characteristics of the molded product.

実施例11
抄紙時に6mm長のチョップド炭素繊維2と3mm長のチョップド炭素繊維1を質量比で3:1に混合したチョップド炭素繊維を用いたこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維基材を作製した。得られた炭素繊維基材を用いて、実施例1と同様にしてナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(11)を作製した。プリプレグの特性を表2に示す。
Example 11
A carbon fiber substrate was prepared in the same manner as in Example 1 except that chopped carbon fiber in which 6 mm long chopped carbon fiber 2 and 3 mm long chopped carbon fiber 1 were mixed at a mass ratio of 3: 1 was used during papermaking. did. Using the obtained carbon fiber substrate, a prepreg (11) impregnated with nylon 6 resin was produced in the same manner as in Example 1. The properties of the prepreg are shown in Table 2.

プリプレグ(11)を用いた以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表2に示す。   An L-shaped box-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepreg (11) was used. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 2 shows the characteristics of the molded product.

実施例12.
炭素繊維基材にナイロン6樹脂フィルムを含浸させる際に、樹脂含浸率が20%となるように圧力と時間を調整したこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグ(12)を作製した。プリプレグの特性を表2に示す。
Example 12
A prepreg (12) was produced in the same manner as in Example 1, except that when the carbon fiber substrate was impregnated with the nylon 6 resin film, the pressure and time were adjusted so that the resin impregnation rate was 20%. The properties of the prepreg are shown in Table 2.

プリプレグ(12)を用い、金型のキャビティ表面温度を270℃にし、成形圧力を35MPaで加圧し、10分間保持したこと以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームの樹脂含浸率が低いため、成形温度を高く、圧力を高め、時間を長くすることが必要であったが、成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表2に示す。   L-shaped box-shaped molded product in the same manner as in Example 1 except that the prepreg (12) was used, the mold cavity surface temperature was set to 270 ° C., the molding pressure was increased to 35 MPa, and the pressure was maintained for 10 minutes. Was made. Since the resin impregnation rate of the preform was low, it was necessary to increase the molding temperature, increase the pressure, and lengthen the time, but the molded product was shaped well according to the shape of the mold. A molded product with good quality was obtained. Table 2 shows the characteristics of the molded product.

実施例13.
実施例1の炭素繊維基材と、フィルムに東レ(株)製、A900(PPS樹脂)の同じ厚みのフィルム2枚を用いて、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層し、300℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にPPS樹脂が含浸したプリプレグ(13)を作製した。プリプレグの特性を表2に示す。
Example 13
Using the carbon fiber base material of Example 1 and two films of the same thickness of A900 (PPS resin) manufactured by Toray Industries, Inc., the film was laminated to be a film / carbon fiber base material / film, 300 A prepreg (13) in which a carbon fiber base material was impregnated with a PPS resin was produced at a temperature of 5 ° C. under a pressure of 5 MPa for 2 minutes. The properties of the prepreg are shown in Table 2.

プリプレグ(13)を用い、金型のキャビティ表面温度を300℃にしたこと以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表2に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepreg (13) was used and the cavity surface temperature of the mold was changed to 300 ° C. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 2 shows the characteristics of the molded product.

実施例14.
実施例1の炭素繊維基材と、フィルムに未変性ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー(株)製“プライムポリプロ”J105G)50重量%と、酸変性ポリプロピレン樹脂(三井化学(株)製“アドマー”QB510)50重量%とを混練した樹脂から作製した同じ厚みのフィルム2枚とを用いて、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層し、230℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にPP樹脂が含浸したプリプレグ(14)を作製した。プリプレグの特性を表2に示す。
Example 14
Carbon fiber base material of Example 1, unmodified polypropylene resin (“Prime Polypro” J105G manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) 50% by weight and acid-modified polypropylene resin (“Admer” QB510 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) Two films of the same thickness made from a resin kneaded with 50% by weight were laminated so as to be film / carbon fiber substrate / film, and a pressure of 5 MPa was applied at a temperature of 230 ° C. for 2 minutes. A prepreg (14) in which a carbon fiber base material was impregnated with PP resin was produced. The properties of the prepreg are shown in Table 2.

プリプレグ(14)を用い、金型のキャビティ表面温度を230℃にしたこと以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表2に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepreg (14) was used and the cavity surface temperature of the mold was changed to 230 ° C. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 2 shows the characteristics of the molded product.

参考実施例1.
実施例1の炭素繊維基材と、フィルムに参考例13のエポキシ樹脂から作製した同じ厚みのフィルム2枚とを用いて、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層し、60℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にエポキシ樹脂1が含浸したプリプレグ(15)を作製した。プリプレグの特性を表2に示す。
Reference Example 1
Using the carbon fiber substrate of Example 1 and two films of the same thickness made from the epoxy resin of Reference Example 13 on the film, the film was laminated to be a film / carbon fiber substrate / film, A prepreg (15) in which the carbon fiber substrate was impregnated with the epoxy resin 1 was produced at a temperature of 5 MPa over 2 minutes. The properties of the prepreg are shown in Table 2.

プリプレグ(15)を用い、金型のキャビティ表面温度を150℃にし、成形圧力を10MPa、成形時間を30分として成形し、脱型してL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表2に示す。   Using the prepreg (15), the mold cavity surface temperature was set to 150 ° C., the molding pressure was set to 10 MPa, the molding time was set to 30 minutes, and the mold was removed to produce an L-shaped box-shaped molded product. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 2 shows the characteristics of the molded product.

参考実施例2.
実施例1の炭素繊維基材と、フィルムに参考例14のエポキシ樹脂から作製した同じ厚みのフィルム2枚とを用いて、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層し、60℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にエポキシ樹脂1が含浸したプリプレグ(16)を作製した。プリプレグの特性を表2に示す。
Reference Example 2.
Using the carbon fiber substrate of Example 1 and two films of the same thickness made from the epoxy resin of Reference Example 14 for the film, the film was laminated to be a film / carbon fiber substrate / film, A prepreg (16) in which the carbon fiber substrate was impregnated with the epoxy resin 1 was produced at a temperature of 5 MPa over 2 minutes. The properties of the prepreg are shown in Table 2.

プリプレグ(16)を用いたこと以外は、実施例14と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表2に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 14 except that the prepreg (16) was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 2 shows the characteristics of the molded product.

実施例15.
実施例1の炭素繊維基材と、フィルムに東レ(株)製、CM1007(ナイロン6樹脂)100質量部に対して、燐化学工業製、ノーバレッド120(平均粒径25μm、リン含有率85%)10質量部を配合、混練したナイロン6樹脂を用いた同じ厚みのフィルム2枚とを用いて、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層したこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグ(17)を作製した。プリプレグの特性を表3に示す。
Example 15.
For the carbon fiber substrate of Example 1 and 100 parts by mass of CM1007 (nylon 6 resin) manufactured by Toray Industries, Inc., Novaled 120 (average particle size 25 μm, phosphorus content 85% ) Similar to Example 1, except that two films of the same thickness using nylon 6 resin mixed and kneaded with 10 parts by mass were laminated to form a film / carbon fiber substrate / film. A prepreg (17) was prepared. Table 3 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(17)を用いた以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。赤リンを配合して難燃性が付与された成形品となった。難燃性はUL94V−0であった。成形品の特性を表3に示す。   An L-shaped box-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the prepreg (17) was used. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. It became a molded product to which flame retardancy was imparted by blending red phosphorus. The flame retardancy was UL94V-0. Table 3 shows the characteristics of the molded product.

実施例16.
プリプレグの大きさを1000mm×500mmとしたこと以外は、実施例1と同様にしてプリプレグ(18)を作製した。プリプレグの特性を表3に示す。
Example 16
A prepreg (18) was produced in the same manner as in Example 1 except that the size of the prepreg was 1000 mm × 500 mm. Table 3 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(18)を24枚積層したプリフォームを作製し、図8に示す自動車ボンネット成形品用の金型を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、自動車用ボンネットの成形品を作製した。サイズの大きなプリフォームであるが、積層、運搬等は問題なく取り扱え、金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表3に示す。   A preform formed by laminating 24 prepregs (18) was produced, and a molded product of an automobile bonnet was produced in the same manner as in Example 1 except that a mold for an automobile bonnet molded product shown in FIG. 8 was used. did. Although it was a large-sized preform, it could be handled without problems in lamination, transportation, etc., and was shaped well according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 3 shows the characteristics of the molded product.

実施例17.
チョップド炭素繊維のかわりに、参考例4で得られたガラス繊維をカートリッジカッターで6mmにカットした、チョップドガラス繊維を用いた以外は、実施例1と同様にしてガラス繊維基材を得た。ガラス繊維基材の目付は100g/mであった。
Example 17.
A glass fiber substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the chopped glass fiber obtained by cutting the glass fiber obtained in Reference Example 4 into 6 mm with a cartridge cutter instead of the chopped carbon fiber was used. The basis weight of the glass fiber substrate was 100 g / m 2 .

上記ガラス繊維基材を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、ガラス繊維基材にナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(19)を作製した。プリプレグの特性を表3に示す。   Except having used the said glass fiber base material, it carried out similarly to Example 1, and produced the prepreg (19) which impregnated nylon 6 resin to the glass fiber base material. Table 3 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(19)を6枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表3に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that a preform in which six prepregs (19) were laminated was produced. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 3 shows the characteristics of the molded product.

実施例18.
チョップド炭素繊維に、参考例2で得られた炭素繊維2をカートリッジカッターで6mmにカットしたチョップド炭素繊維を用いた以外は、実施例2と同様にしてプリプレグ(20)を作製した。プリプレグの特性を表3に示す。
Example 18
A prepreg (20) was produced in the same manner as in Example 2 except that the chopped carbon fiber was a chopped carbon fiber obtained by cutting the carbon fiber 2 obtained in Reference Example 2 into 6 mm with a cartridge cutter. Table 3 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(20)を17枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表3示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that a preform in which 17 prepregs (20) were laminated was produced. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 3 shows the characteristics of the molded product.

実施例19.
炭素繊維基材に含浸させるPP樹脂フィルムを、繊維質量含有率が40%となるように調整したこと以外は、実施例14と同様にしてプリプレグ(21)を作製した。プリプレグの特性を表3に示す。
Example 19.
A prepreg (21) was produced in the same manner as in Example 14 except that the PP resin film impregnated in the carbon fiber substrate was adjusted so that the fiber mass content was 40%. Table 3 shows the characteristics of the prepreg.

プリプレグ(21)を17枚積層したプリフォームを作製した以外は、実施例14と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表3に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 14 except that a preform in which 17 prepregs (21) were laminated was produced. The preform was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 3 shows the characteristics of the molded product.

実施例20.
プリプレグ(1)を8枚積層して積層プリフォーム(A)を作製したのち、該プリフォーム(A)を250℃の温度で1分間、5MPaの圧力で加圧して、プリプレグ(1)同士が接着したプリフォーム(B)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。
Example 20.
After preparing the laminated preform (A) by laminating eight prepregs (1), the preform (A) was pressurized at a temperature of 250 ° C. for 1 minute at a pressure of 5 MPa, and the prepregs (1) were A bonded preform (B) was produced. Table 4 shows the properties of the preform.

このプリフォーム(B)を用いて、実施例1の成形と同様にして、B5サイズのL字箱型形状の成形品を作製した。プリプレグ(1)同士が接着されているため、L字箱型形状の成形品の立ち壁部分の厚みが若干薄くなり、表面が少しかすれてしまうなど、形状賦形性がやや困難であったが、成形品は使用できるものであった。成形品の特性を表4に示す。   Using this preform (B), a B5-sized L-shaped molded product was produced in the same manner as in the molding of Example 1. Since the prepregs (1) are bonded to each other, the shape of the L-shaped box-shaped molded product is slightly difficult to form, such as the thickness of the standing wall is slightly reduced and the surface is slightly faded. The molded product was usable. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例21.
プリプレグ(1)とプリプレグ(2)とを[(2)/(1)×6枚/(2)]のように合計8枚積層して積層プリフォーム(C)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。
Example 21.
A total of 8 prepregs (1) and prepregs (2) were laminated as [(2) / (1) × 6 / (2)] to prepare a laminated preform (C). Table 4 shows the properties of the preform.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表4に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例22.
プリプレグ(1)とプリプレグ(20)とを[(20)/(1)×6枚/(20)]のように合計8枚積層して積層プリフォーム(D)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。
Example 22.
A total of 8 prepregs (1) and prepregs (20) were laminated as [(20) / (1) × 6 / (20)] to prepare a laminated preform (D). Table 4 shows the properties of the preform.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表4に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例23.
プリプレグ(1)とプリプレグ(19)とを[(1)/(19)×4枚/(1)]のように合計6枚積層して積層プリフォーム(E)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。
Example 23.
A total of six prepregs (1) and prepregs (19) were laminated as [(1) / (19) × 4 / (1)] to prepare a laminated preform (E). Table 4 shows the properties of the preform.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表4に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例24.
プリプレグ(1)と参考例10のトレカプリプレグとを[トレカプリプレグ/(1)×7枚]のように合計8枚積層して積層プリフォーム(F)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。ここで、トレカプリプレグは図5の成形品の天面部分を補強するように配置する。
Example 24.
A total of 8 prepregs (1) and the trecap prepregs of Reference Example 10 were laminated as [Tracaprepreg / (1) × 7 sheets] to prepare a laminated preform (F). Table 4 shows the properties of the preform. Here, the trecap prepreg is arranged so as to reinforce the top surface portion of the molded product of FIG.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表4に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例25.
プリプレグ(1)と参考例5のGMTとを[(1)/GMT/(1)]のように合計3枚積層して積層プリフォーム(G)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。ここで、図6のように基材のチャージ率をプリプレグ(1)については110%、GMTについては50%となるように配置した。
Example 25.
A total of three prepregs (1) and GMT of Reference Example 5 were laminated as [(1) / GMT / (1)] to produce a laminated preform (G). Table 4 shows the properties of the preform. Here, as shown in FIG. 6, the charge rate of the base material was set to 110% for the prepreg (1) and 50% for GMT.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表4に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例26.
プリプレグ(21)と参考例6のPP樹脂シートとを[(21)/PP樹脂シート/(21)]のように合計3枚積層して積層プリフォーム(H)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。
Example 26.
A total of three prepregs (21) and the PP resin sheet of Reference Example 6 were laminated as in [(21) / PP resin sheet / (21)] to prepare a laminated preform (H). Table 4 shows the properties of the preform.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表4に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例27.
プリプレグ(21)と参考例7の発泡PP樹脂シートとを[(21)/発泡PP樹脂シート/(21)]のように合計3枚積層して積層プリフォーム(I)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。
Example 27.
A total of three prepregs (21) and the foamed PP resin sheet of Reference Example 7 were laminated as [(21) / foamed PP resin sheet / (21)] to produce a laminated preform (I). Table 4 shows the properties of the preform.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表4に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例28.
プリプレグ(1)と参考例8の透明ナイロン樹脂フィルムとを[透明ナイロン樹脂シート/(1)×8]のように合計9枚積層して積層プリフォーム(J)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。
Example 28.
A total of nine prepregs (1) and the transparent nylon resin film of Reference Example 8 were laminated as in [Transparent nylon resin sheet / (1) × 8] to prepare a laminated preform (J). Table 4 shows the properties of the preform.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。また表面が透明ナイロン樹脂シートのため光沢があり高級感を醸し出していた。成形品の特性を表4に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. In addition, the surface is glossy and transparent because of the transparent nylon resin sheet. Table 4 shows the characteristics of the molded product.

実施例29.
プリプレグ(1)と参考例9のナイロン樹脂難燃性フィルムとを[ナイロン樹脂難燃性シート/(1)×8]のように合計9枚積層して積層プリフォーム(K)を作製した。プリフォームの特性を表4に示す。
Example 29.
A total of nine prepregs (1) and the nylon resin flame retardant film of Reference Example 9 were laminated as in [Nylon resin flame retardant sheet / (1) × 8] to prepare a laminated preform (K). Table 4 shows the properties of the preform.

このプリフォームを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られた。成形品の特性を表4に示す。また、バーナの炎の高さを19mmに調整し、成形品のナイロン樹脂難燃性シートが配置された表面を炎にさらし、5秒後に炎から離す難燃性の測定を行ったところ、炎から離した後、消炎した。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that this preform was used. The molded product was well shaped according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained. Table 4 shows the characteristics of the molded product. The flame height of the burner was adjusted to 19 mm, and the surface of the molded nylon resin flame retardant sheet was exposed to flame. After leaving, the flame was extinguished.

実施例30.
B5サイズのL字箱型形状のキャビティを有するスタンピング成形金型を、成形品端部の余り部分を打ち抜くための打ち抜き機構を有する金型とした以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形と打ち抜きを同時におこなうことで、工程を短縮できた。
Example 30. FIG.
An L-shaped box is formed in the same manner as in Example 1 except that a stamping mold having a B5 size L-shaped box-shaped cavity is a mold having a punching mechanism for punching the remaining portion of the molded product. Molded products were produced. By simultaneously forming and punching, the process could be shortened.

比較例1.
抄紙時の分散液の流速とメッシュコンベアの速度を調整して、炭素繊維基材の目付を410g/mとしたこと以外は、実施例1と同様にして炭素繊維基材を作製した。この炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムを、繊維質量含有率が20%となるように調整し、250℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にナイロン6樹脂が含浸したプリプレグ(22)を作製した。プリプレグの特性を表6に示す。
Comparative Example 1
A carbon fiber substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion flow rate during paper making and the mesh conveyor speed were adjusted so that the basis weight of the carbon fiber substrate was 410 g / m 2 . The nylon 6 resin film impregnated in the carbon fiber base is adjusted so that the fiber mass content is 20%, and the nylon 6 resin is applied to the carbon fiber base over a period of 2 minutes at a pressure of 5 MPa at a temperature of 250 ° C. An impregnated prepreg (22) was produced. Table 6 shows the characteristics of the prepreg.

プリフォームとしてプリプレグ(22)を1枚用いたこと以外は、実施例1と同様にして、L字箱型形状の成形品を作製した。プリフォームは金型の形状に添って賦形することが困難であり、立ち壁部分が均一な肉厚にならず、一部裂けてしまった。成形品の特性を表6に示す。   An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that one prepreg (22) was used as a preform. The preform was difficult to shape according to the shape of the mold, and the standing wall portion did not have a uniform wall thickness and was partially torn. Table 6 shows the characteristics of the molded product.

比較例2.
抄紙時に、分散液中に実施例1で用いたチョップド炭素繊維と、参考例15のナイロン6樹脂チョップド繊維とを繊維質量含有率が20%となるような配合で投入したこと以外は、実施例1と同様にして抄紙をおこない、炭素繊維とナイロン6繊維が混抄されたプリプレグ(23)を得た。炭素繊維のみの目付は50g/mであった。
Comparative Example 2
Example, except that the chopped carbon fiber used in Example 1 and the nylon 6 resin chopped fiber of Reference Example 15 were added to the dispersion at the time of papermaking in such a formulation that the fiber mass content was 20%. Papermaking was performed in the same manner as in No. 1 to obtain a prepreg (23) in which carbon fiber and nylon 6 fiber were mixed. The basis weight of only the carbon fiber was 50 g / m 2 .

プリプレグ(23)を用いたこと以外は、参考実施例2と同様にして自動車用ボンネットの成形をおこなおうとしたが、プリプレグ(23)の引張強度が低いため、プリプレグ(23)を24枚積層したプリフォームを作製する際の、運搬、積層、移動でプリプレグ(23)が破れてしまい、成形することができなかった。   Except for using the prepreg (23), an attempt was made to form an automobile bonnet in the same manner as in Reference Example 2. However, because the tensile strength of the prepreg (23) was low, 24 prepregs (23) were laminated. The prepreg (23) was torn by transportation, lamination, and movement when producing the preform, and could not be molded.

比較例3.
参考例5のGMT(プリプレグ(24))を1枚用いて、チャージ率50%で配置したこと以外は、実施例1と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。GMTの厚みが大きいため、1.1mmの成形品の厚みに成形できず、目標厚みの良好な成形品が得られなかった。成形品の特性を表6に示す。
Comparative Example 3
An L-shaped box-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that one GMT (prepreg (24)) of Reference Example 5 was used and arranged at a charge rate of 50%. Since the thickness of GMT was large, it was not possible to mold the molded article to a thickness of 1.1 mm, and a molded article having a good target thickness could not be obtained. Table 6 shows the characteristics of the molded product.

比較例4.
参考例11のCF−SMC(プリプレグ(25))を1枚用いて、チャージ率50%で配置したこと以外は、実施例13と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られたが、炭素繊維が束状で分散されているため、比強度は低く、等方性にも劣る結果であった。成形品の特性を表6に示す。
Comparative Example 4
An L-shaped molded product was produced in the same manner as in Example 13 except that one CF-SMC (prepreg (25)) of Reference Example 11 was used and arranged at a charge rate of 50%. The molded product was shaped well according to the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained, but because the carbon fibers are bundled and dispersed, the specific strength is low and isotropic It was also inferior result. Table 6 shows the characteristics of the molded product.

比較例5.
参考例12の切り込み入り炭素繊維プリプレグ(プリプレグ(26))を8枚用いて[0/45/90/−45]sの疑似等方積層のプリフォームを作製し、実施例13と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製した。成形品は金型の形状に添って良好に賦形されており、形状品位の良い成形品が得られたが、炭素繊維が束状で分散されているため、等方性に劣る結果であった。成形品の特性を表6に示す。
Comparative Example 5
A [0/45/90 / -45] s pseudo-isotropic laminated preform was produced using eight cut carbon fiber prepregs (prepreg (26)) of Reference Example 12, and the same procedure as in Example 13 was performed. An L-shaped molded product was produced. The molded product was shaped well in accordance with the shape of the mold, and a molded product with good shape quality was obtained, but the result was inferior in isotropy because the carbon fibers were bundled and dispersed. It was. Table 6 shows the characteristics of the molded product.

比較例6.
参考例10のトレカプリプレグ(プリプレグ(27))を8枚用いて[0/45/90/−45]sの疑似等方積層のプリフォームを作製し、実施例13と同様にしてL字箱型形状の成形品を作製したが、炭素繊維が連続であるため、形状の賦形が困難で、立ち壁、角部分などの形状が成形不可能であった。
Comparative Example 6
A [0/45/90 / -45] s pseudo-isotropic laminated preform was produced using 8 trading card prepregs (prepreg (27)) of Reference Example 10, and an L-shaped box was formed in the same manner as in Example 13. Although a mold-shaped molded product was produced, it was difficult to shape the shape because carbon fibers were continuous, and shapes such as standing walls and corner portions could not be molded.

Figure 0004807477
Figure 0004807477

Figure 0004807477
Figure 0004807477

Figure 0004807477
Figure 0004807477

Figure 0004807477
Figure 0004807477

Figure 0004807477
Figure 0004807477

Figure 0004807477
Figure 0004807477

実施例1〜19で示されるように、プリプレグの強化繊維の繊維長の分布、厚み、引張強度が良好で、かつ繊維の二次元配向角が10〜80°の等方性なプリプレグは、成形品を作製した場合に良好な特性を示している。また、これらのプリプレグを用いて作製した実施例1、ならびに実施例20〜30の積層プリフォームも良好な特性を示している。   As shown in Examples 1 to 19, an isotropic prepreg having good fiber length distribution, thickness, and tensile strength of the reinforcing fiber of the prepreg and a two-dimensional orientation angle of the fiber of 10 to 80 ° is molded. It shows good characteristics when manufactured. Moreover, the laminated preforms of Example 1 and Examples 20 to 30 produced using these prepregs also show good characteristics.

一方厚みの大きいプリプレグである比較例1では、形状賦形が困難で、成形品に一部不具合を生じさせた。さらに、引張強度が低いプリプレグを使用した比較例2では、プリフォーム作製時に破れが生じてしまった。また、GMTを用いた比較例3においては、厚みが大きく、薄肉成形が非常に困難であった。また流動して力学特性の等方性にも劣る結果となった。CF−SMCを用いた比較例4では、繊維の二次元配向角が小さく、力学特性およびその等方性に劣る結果となった。切り込み入りの炭素繊維プリプレグを用いた比較例5では、力学特性は改善されているが、繊維が束状のためやはり等方性に劣る結果となった。連続繊維プリプレグを用いた比較例6は形状を作り上げることが困難であった。   On the other hand, in Comparative Example 1, which is a prepreg having a large thickness, shape shaping was difficult, and some defects were caused in the molded product. Furthermore, in Comparative Example 2 using a prepreg having a low tensile strength, tearing occurred during the preparation of the preform. Moreover, in Comparative Example 3 using GMT, the thickness was large, and thin-wall molding was very difficult. Moreover, it flowed and the result was inferior to the isotropy of mechanical characteristics. In Comparative Example 4 using CF-SMC, the two-dimensional orientation angle of the fiber was small, resulting in poor mechanical properties and isotropy. In Comparative Example 5 using the cut carbon fiber prepreg, the mechanical properties were improved, but the fibers were in a bundle shape, and the results were still inferior in isotropic properties. In Comparative Example 6 using a continuous fiber prepreg, it was difficult to create a shape.

本発明によるプレス成形品の製造方法は、薄肉のプリプレグを構成する強化繊維が二次元的に等方に配向されているプリプレグを用いてプリフォームを形成し、特定の加圧力でプレス成形するので、面方向の補強効果に優れ、層内厚み方向の強化繊維の干渉を抑え、かつ層間相互作用も小さいことから成形時の形状賦形に優れている。本発明は、電気・電子機器、ロボット、二輪車、自動車、航空機の部材、部品および筐体など幅広い産業分野に適用できる。   In the method for producing a press-formed product according to the present invention, a preform is formed using a prepreg in which reinforcing fibers constituting a thin-walled prepreg are oriented two-dimensionally isotropically, and press molding is performed with a specific pressure. It is excellent in the shape-forming at the time of molding because it has an excellent reinforcing effect in the surface direction, suppresses interference of reinforcing fibers in the thickness direction in the layer, and has a small interlayer interaction. The present invention can be applied to a wide range of industrial fields such as electrical / electronic devices, robots, two-wheeled vehicles, automobiles, aircraft members, parts, and housings.

1.強化繊維単糸(a)
2.強化繊維単糸(b)
3.強化繊維単糸(b)
4.強化繊維単糸(b)
5.強化繊維単糸(b)
6.強化繊維単糸(b)
7.強化繊維単糸(b)
8.二次元配向角
9.ステンレス製メッシュ
10.プリプレグ
11.強化繊維基材
12.繊維方向
13.繊維直交方向
14.切り込み入り炭素繊維プリプレグ
15.炭素繊維
16.切り込み
17.切り込み長さ
18.繊維長さ
19.隣り合う列の切り込みが互いに切り込んでいる長さ
1. Reinforcing fiber single yarn (a)
2. Reinforcing fiber single yarn (b)
3. Reinforcing fiber single yarn (b)
4). Reinforcing fiber single yarn (b)
5. Reinforcing fiber single yarn (b)
6). Reinforcing fiber single yarn (b)
7). Reinforcing fiber single yarn (b)
8). 8. Two-dimensional orientation angle Stainless steel mesh 10. Prepreg 11. Reinforcing fiber substrate 12. Fiber direction 13. 15. Fiber orthogonal direction Cut carbon fiber prepreg 15. Carbon fiber 16. Incision 17. Cutting length 18. Fiber length 19. Length of cuts in adjacent rows cut into each other

Claims (15)

強化繊維基材に熱可塑性樹脂が含浸されてなるプリプレグを2層以上積層したプリフォームを加圧力を0.1〜100MPaとしてプレス成形するプレス成形品の製造方法であって、前記強化繊維基材が繊維長10mmを越える強化繊維が0〜50重量%、繊維長2〜10mmの強化繊維が50〜100重量%、繊維長2mm未満の強化繊維が0〜50重量%から構成され、前記プリプレグは、そこに含まれる強化繊維単糸(a)と該強化繊維単糸(a)と交差する強化繊維単糸(b)とで形成される二次元配向角の平均値が10〜80度であり、かつ23℃での厚みh0(mm)が0.03〜1mm、引張強度σが50〜1000MPaである、プレス成形品の製造方法。 A method for producing a press-molded product, comprising press-molding a preform in which two or more layers of prepregs impregnated with a thermoplastic resin are impregnated into a reinforcing fiber substrate at a pressure of 0.1 to 100 MPa. Is composed of 0 to 50% by weight of reinforcing fibers having a fiber length exceeding 10 mm, 50 to 100% by weight of reinforcing fibers having a fiber length of 2 to 10 mm, and 0 to 50% by weight of reinforcing fibers having a fiber length of less than 2 mm. The average value of the two-dimensional orientation angle formed by the reinforcing fiber single yarn (a) and the reinforcing fiber single yarn (b) intersecting with the reinforcing fiber single yarn (a) is 10 to 80 degrees. And a thickness h0 (mm) at 23 ° C. of 0.03 to 1 mm and a tensile strength σ of 50 to 1000 MPa. 前記プレス成形において、前記プリフォームのチャージ率を、金型のキャビティ総面積に対し100%より大きくしてプレス成形する、請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。 The method for producing a press-formed product according to claim 1, wherein in the press molding, the preform is press-molded with a charge rate of more than 100% with respect to a total cavity area of the mold. 前記プレス成形において、加圧力が10〜100MPaである、請求項1または2に記載のプレス成形品の製造方法。 The method for producing a press-formed product according to claim 1 or 2, wherein the pressing force is 10 to 100 MPa in the press forming. 前記成形品が屈曲部で区切られる平面部3面から構成される頂点を有する、請求項1〜3のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The manufacturing method of the press-molded product according to any one of claims 1 to 3, wherein the molded product has an apex composed of three plane portions separated by a bent portion. 前記成形品の厚みが連続的に変化したものである、請求項1〜4のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The manufacturing method of the press-molded product according to any one of claims 1 to 4, wherein the thickness of the molded product is continuously changed. 前記成形品の最大厚みが2mm以下である、請求項1〜5のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The manufacturing method of the press-molded product according to any one of claims 1 to 5, wherein the maximum thickness of the molded product is 2 mm or less. 前記プレス成形において、開放金型を用いてプレス成形する、請求項1〜6のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The method for producing a press-formed product according to any one of claims 1 to 6, wherein in the press molding, press molding is performed using an open mold. 前記プレス成形において、打ち抜き機構、パンチング機構、タッピング機構から選択される少なくとも一種を有する金型を用いてプレス成形する、請求項1〜7のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The method for producing a press-formed product according to any one of claims 1 to 7, wherein in the press molding, press molding is performed using a mold having at least one selected from a punching mechanism, a punching mechanism, and a tapping mechanism. 前記プレス成形を、冷却用金型をもちいてスタンピング成形する、請求項1〜8のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The method for manufacturing a press-formed product according to any one of claims 1 to 8, wherein the press molding is stamped by using a cooling mold. 前記プレス成形品の曲げ弾性率Ec、比重ρとすると、Ec1/3・ρ−1が1.5〜5である、請求項1〜9のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The manufacturing method of the press-formed product according to any one of claims 1 to 9, wherein Ec 1/3 · ρ -1 is 1.5 to 5 when the bending elastic modulus Ec and the specific gravity ρ of the press-formed product are used. 前記曲げ弾性率Ecが、測定方向による最大曲げ弾性率EcMaxと最小曲げ弾性率EcMinとの関係において、EcMax≦EcMin×2である、請求項10に記載のプレス成形品の製造方法。 The method for manufacturing a press-formed product according to claim 10, wherein the bending elastic modulus Ec is EcMax ≦ EcMin × 2 in the relationship between the maximum bending elastic modulus EcMax and the minimum bending elastic modulus EcMin according to the measurement direction. 前記プレス成形品の引張強度σc 、比重ρとすると、σc/ρが100〜500である、請求項1〜11のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The manufacturing method of the press-molded product according to any one of claims 1 to 11, wherein σc / ρ is 100 to 500, where tensile strength σc and specific gravity ρ of the press-molded product. 前記引張強度σc が、測定方向による最大引張強度σcMaxと最小引張強度σcMinとの関係において、σcMax≦σcMin×2である、請求項12に記載のプレス成形品の製造方法。 The method for producing a press-formed product according to claim 12, wherein the tensile strength σc is σcMax ≦ σcMin × 2 in the relationship between the maximum tensile strength σcMax and the minimum tensile strength σcMin depending on the measurement direction. 前記プレス成形品の線膨張係数Ccが1×10−6〜20×10−5/Kである、請求項1〜13のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The method for producing a press-molded product according to any one of claims 1 to 13, wherein the press-molded product has a linear expansion coefficient Cc of 1 x 10-6 to 20 x 10-5 / K. 前記プレス成形品の面内方向の線膨張係数Ccが、測定方向による最大線膨張係数CcMaxと最小線膨張係数CcMinとの関係において、CcMax≦CcMin×2である、請求項1〜14のいずれかに記載のプレス成形品の製造方法。 The linear expansion coefficient Cc in the in-plane direction of the press-formed product is CcMax ≦ CcMin × 2 in the relationship between the maximum linear expansion coefficient CcMax and the minimum linear expansion coefficient CcMin depending on the measurement direction. A method for producing a press-formed product according to 1.
JP2011105103A 2011-05-10 2011-05-10 Manufacturing method of press-molded products Active JP4807477B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011105103A JP4807477B2 (en) 2011-05-10 2011-05-10 Manufacturing method of press-molded products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011105103A JP4807477B2 (en) 2011-05-10 2011-05-10 Manufacturing method of press-molded products

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009085469A Division JP4862913B2 (en) 2008-07-31 2009-03-31 Prepregs and preforms

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011189747A JP2011189747A (en) 2011-09-29
JP4807477B2 true JP4807477B2 (en) 2011-11-02

Family

ID=44795136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011105103A Active JP4807477B2 (en) 2011-05-10 2011-05-10 Manufacturing method of press-molded products

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4807477B2 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104066783B (en) * 2012-01-20 2016-11-23 东丽株式会社 Fiber reinforced polypropylene resin composition, moulding material and prepreg
JP6075094B2 (en) * 2012-02-07 2017-02-08 東レ株式会社 Method for producing molded product having rib structure
US11053369B2 (en) * 2012-08-10 2021-07-06 Aspen Aerogels, Inc. Segmented flexible gel composites and rigid panels manufactured therefrom
JP6464602B2 (en) * 2013-08-06 2019-02-06 三菱ケミカル株式会社 LAMINATED SUBSTRATE MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED SUBSTRATE
US9481117B2 (en) * 2013-08-13 2016-11-01 Teijin Limited Manufacturing method of decorative molded article and decorative molded article
JP6163971B2 (en) * 2013-08-27 2017-07-19 王子ホールディングス株式会社 Decorative molded product and method for producing decorative molded product
CN203864106U (en) * 2013-11-22 2014-10-08 全耐塑料公司 Semi-finished product made of prepreg, three-dimensional preformed body and overmolded part
CN203792726U (en) * 2013-11-22 2014-08-27 全耐塑料公司 Semi-finished product manufactured from prepreg, three-dimensional preforming body and plastic-coated forming part
US10987906B2 (en) 2014-01-31 2021-04-27 Teijin Limited Molding material for multi-layered structure and molded article of multi-layered structure
JP6531971B2 (en) * 2014-03-28 2019-06-19 東レ株式会社 Panel member
JP6787736B2 (en) * 2016-09-30 2020-11-18 帝人株式会社 Method for manufacturing an integrally molded product of a surface-improving planar body and a fiber-reinforced resin material
US20210394482A1 (en) * 2019-01-25 2021-12-23 Mt-Tec Llc Vehicle Interior Material
CN115397641A (en) * 2020-04-21 2022-11-25 福美化学工业有限公司 Fiber-reinforced resin composite sheet, fiber-reinforced resin composite material, and resin molded article provided with same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06114869A (en) * 1992-10-09 1994-04-26 Asahi Chem Ind Co Ltd Glass fiber reinforced thermoplastic resin molded product
JP2877052B2 (en) * 1995-12-01 1999-03-31 東洋紡績株式会社 Fiber reinforced thermoplastic resin sheet
JP2004143226A (en) * 2002-10-22 2004-05-20 Toyobo Co Ltd Compression molding material
JP2006083227A (en) * 2004-09-14 2006-03-30 Mitsubishi Engineering Plastics Corp Exterior molded article made of long fiber reinforced polyamide resin
TWI414543B (en) * 2006-02-24 2013-11-11 Toray Industries Fiber reinforced thermoplastic resin molded body, molding material, and process for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011189747A (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4862913B2 (en) Prepregs and preforms
JP4807477B2 (en) Manufacturing method of press-molded products
JP6064564B2 (en) Carbon fiber reinforced polypropylene sheet and molded product thereof
JP5578290B1 (en) Molded body having hollow structure and method for producing the same
US10093777B2 (en) Fiber-reinforced resin sheet, integrated molded product and process for producing same
WO2010013645A1 (en) Prepreg, preform, molded product, and method for manufacturing prepreg
JP2014095034A (en) Molded article and method for producing molded article
US10882224B2 (en) Method for manufacturing structure material
JP6822147B2 (en) Structure
JP2010037358A (en) Method for manufacturing fiber-reinforced molded substrate
WO2018117187A1 (en) Production method for composite structures and production method for integrated composite structures
WO2019189384A1 (en) Method for manufacturing molded article
JP5994737B2 (en) INTERMEDIATE SUBSTRATE FOR PRESS MOLDING, PREFORM, AND METHOD FOR PRODUCING MOLDED ARTICLE
JP5994427B2 (en) INTERMEDIATE SUBSTRATE FOR PRESS MOLDING, PREFORM, AND METHOD FOR PRODUCING MOLDED ARTICLE
JP7294131B2 (en) Molded product manufacturing method
JP2017205878A (en) Press molding material and method for producing the same
TWI794278B (en) Integral body
JP7131390B2 (en) Integrated molding and method for manufacturing the same
JP6225497B2 (en) INTERMEDIATE SUBSTRATE FOR PRESS MOLDING, PREFORM, AND METHOD FOR PRODUCING MOLDED ARTICLE
JPWO2019189587A1 (en) Molded product manufacturing method and molded product preform
JP7013873B2 (en) Manufacturing method of processed products and processed products

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110719

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110801

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140826

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4807477

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151