JPH05185540A - 構造用熱可塑性複合材の成形体及びその製造方法 - Google Patents

構造用熱可塑性複合材の成形体及びその製造方法

Info

Publication number
JPH05185540A
JPH05185540A JP4021972A JP2197292A JPH05185540A JP H05185540 A JPH05185540 A JP H05185540A JP 4021972 A JP4021972 A JP 4021972A JP 2197292 A JP2197292 A JP 2197292A JP H05185540 A JPH05185540 A JP H05185540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermoplastic resin
composite material
thermoplastic
laminated
melting point
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.)
Pending
Application number
JP4021972A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromasa Shigeta
浩正 茂田
Keizo Matsumoto
敬三 松本
Masaru Iguchi
勝 井口
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP4021972A priority Critical patent/JPH05185540A/ja
Priority to US07/944,091 priority patent/US5418035A/en
Publication of JPH05185540A publication Critical patent/JPH05185540A/ja
Priority to US08/289,562 priority patent/US5464493A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接合部でたるみ、隙間等がなく、接合強度等
の良好な構造材料用の熱可塑性複合材の成形体を提供す
る。 【構成】 強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複数の複
合素材を積層し、予備成形してなる第一の部材と、強化
繊維と熱可塑性樹脂とからなる複数の複合素材を積層
し、部分的に接合してなる第二の部材とを組み合わせて
用い、第二の部材の非接合部を屈曲させて第一の部材と
当接させ、これを加圧下に熱可塑性樹脂の融点より低い
温度で一定時間保持した後、樹脂の融点以上の温度で加
熱・加圧して、一体的に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は構造材用の熱可塑性複合
材の成形体及びその製造方法に関し、特に熱可塑性複合
材の部材を組み合わせてなり、その接合部でたるみ、隙
間等がなく、接合強度等の良好な構造材用の熱可塑性複
合材の成形体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】炭素繊
維等の強化繊維と各種のマトリックス樹脂等とを組み合
わせたシートを積層した後、加熱・加圧することによ
り、種々の複合体が得られ、さまざまな分野で利用され
ている。特に、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を
用いたものは成形加工が容易であるために、各種家電製
品、機械部品、自動車部品、構造用材料等に広く利用さ
れている。
【0003】このような熱可塑性複合材を構造用材料と
して用いる場合、例えばH型材とするときには、図5に
示すように2枚の平板状の複合材51、52と、両端を2方
向にほぼ垂直に屈曲させた複合材53とをあらかじめ製造
しておき、平板状の複合材51、52と、複合材53とをそれ
ぞれ当接させ、加熱・加圧することにより接合して製造
している。
【0004】しかしながら、複合材53は、両端を屈曲さ
せた形状とする時に屈曲部において内外層の半径の差に
より、内側の層にたるみが生じる。さらに複合材51、52
と、複合材53とは、それぞれ固化したものを当接させて
おり、複合材53の屈曲部を完全な直角とするのは困難で
あるので、当接部aにおいて隙間を生じ、加熱・加圧に
よる接合時に、ここがボイドとなったり、レジンリッチ
となったりあるいは強化繊維の流入を招いたりし、これ
らにより、複合材複合材51、52と、複合材53との接合部
の強度が十分でなくなるという問題がある。
【0005】たるみの防止を目的として、屈曲した複合
材をあらかじめ外側の層にいくに従って、順次長くなる
ように各シートの長さを設定しておき、所望の屈曲形状
の成形型あるいは治具上で積層してプリフォーム化し、
これを加熱・加圧して製造することが考えられるが、上
記方法においては、各層の長さを適切なものとするのに
は手間がかかるという問題がある。また、当接部での隙
間aは依然残存することになるので、なお強度が十分で
ないという問題がある。
【0006】したがって、本発明の目的は、接合部でた
るみ、隙間等がなく、接合強度等の良好な構造材料用の
熱可塑性複合材の成形体を提供することである。
【0007】また、本発明のもう一つの目的は、上記構
造材料用の熱可塑性複合材の成形体の製造方法を提供す
ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、強化繊維と熱可塑性樹脂とから
なる複数の複合素材を積層し、予備成形してなる第一の
部材と、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複数の複合
素材を積層し、部分的に接合してなる第二の部材とを組
み合わせて用い、第二の部材の非接合部を屈曲させて第
一の部材と当接させ、これを加圧下に熱可塑性樹脂の融
点より低い温度で一定時間保持することにより、第二の
部材が滑動して、たわみや、当接部の隙間が解消され、
その後、樹脂の融点以上の温度で加熱・加圧して、一体
的に成形すれば、第一の部材と第二の部材との接合の良
好な構造用熱可塑性複合材の成形体が得られることを見
出し、本発明に想到した。
【0009】すなわち、本発明の構造用熱可塑性複合材
の成形体は、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複数の
複合素材を積層し、予備成形してなる第一の部材と、強
化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複数の複合素材を積層
し、部分的に接合してなる第二の部材とからなり、前記
第二の部材の非接合部は屈曲されて前記第一の部材に当
接され、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱・加
圧されることにより、一体的に成形されていることを特
徴とする。
【0010】また、上記構造用熱可塑性複合材の成形体
を製造する本発明の方法は、(A) 強化繊維と熱可塑性樹
脂とからなる複数の複合素材を積層し、前記熱可塑性樹
脂の融点以上の温度で加熱・加圧することにより、予備
成形して第一の部材を形成し、(B) 強化繊維と熱可塑性
樹脂とからなる複数の複合素材を積層し、部分的に接合
することにより第二の部材を形成し、(C) 前記第二の部
材の非接合部を屈曲させて第一の部材と当接し、(D) 熱
可塑性樹脂の融点より低い温度領域で加圧し、(E) その
後、熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱・加圧するこ
とを特徴とする。
【0011】
【実施例】本発明を添付図面を参照して以下詳細に説明
する。
【0012】まず、本発明の熱可塑性複合材の成形体に
ついて説明する。図1は、本発明の構造用熱可塑性複合
材の成形体の予備成形体の一例を概略的に示す斜視図で
ある。
【0013】この予備成形体1は、強化繊維と熱可塑性
樹脂とからなる複数の複合素材を積層し、予備成形して
なる第一の部材2と、強化繊維と熱可塑性樹脂とからな
る複数の複合素材を積層し、部分的に接合してなる第二
の部材3とからなる。
【0014】本発明において、第一の部材の基材となる
熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン
(PEEK)、ナイロン等のポリアミド、ポリエチレン
テレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリ
エステル、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルケトン等の結晶性熱可塑性樹脂が挙げ
られる。特にPEEKが好ましい。
【0015】PEEKとしては、重量平均分子量が6.5
×104 〜9.4 ×104 程度(ただし、ポリスチレン分
子量基準の相対分子量)のものを用いるのが好ましい。
【0016】また、上述した熱可塑性樹脂と複合する強
化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維
等、通常の複合材に用いる補強用の長繊維を用いること
ができる。なお、上述した熱可塑性樹脂のうち、PEE
K及びポリエーテルケトン以外のものをマトリックス相
とした繊維強化複合材とする場合には、上述の強化繊維
の他に、アラミド繊維を用いることもできる。なお、強
化繊維の径は、3〜200μm程度である。
【0017】第一の部材2は、例えば、上述したような
熱可塑性樹脂からなる繊維と、強化繊維とを、平織、朱
子織、綾織等に織成してなる織布、あるいは熱可塑性樹
脂からなるフィルムと強化繊維、さらに、繊維と強化繊
維とからなる織布と熱可塑性樹脂フィルムとを併用し
て、これらの織布あるいはフィルムを積層し、使用する
熱可塑性樹脂の融点+30〜40℃、3〜6kg/cm2 の圧力
で、10〜20分間加熱することにより得ることができる。
熱可塑性樹脂としてPEEKを使用する場合、加熱温度
を370 〜380 ℃、圧力を4〜6kg/cm2 とするのが好ま
しい。
【0018】また、第二の部材3の拡大図を図2に示
す。第二の部材3は、4枚の素材シート31を積層してな
り、接合部32で接合されている。また、非接合部33で
は、4枚の素材シートをそれぞれ2枚ずつに屈曲させ、
後述すにるように第一の部材と当接させる。なお、本実
施例において、上記接合は超音波によるスポット溶着に
よるものであり、スポット34を一定のピッチで配するこ
とにより積層体を接合している。
【0019】このような第二の部材は、例えば、シート
状の素材を平板上で積層し、その積層体を超音波溶着、
レーザー溶着、ハンダゴテによる溶着、ステッチ、熱プ
レス等により所望の位置で接合することにより製造する
ことができる。これらのうちでは、特に超音波によるス
ポット溶着が好ましい。
【0020】なお、第二の部材となる熱可塑性複合材と
しては、上述した第一の部材と同様のものを用いること
ができる。
【0021】次にこのような第一の部材及び第二の部材
を用いた本発明の構造用熱可塑性複合材の成形体の製造
方法について説明する。
【0022】まず図1に示すように第一の部材2と第二
の部材3とを当接させた状態で、バギングする。次に適
当な圧力及び熱可塑性樹脂組の融点より低い温度で加圧
する。具体的には樹脂成分としてPEEKを使用した場
合はPEEKの融点(343℃)以下の温度で、少なく
とも9.9 kg/cm2 の圧力がかかることが望ましい。
【0023】加熱温度が樹脂の融点を超えると、第一の
部材2と第二の部材3との当接箇所で両者が融着し、隙
間なく密着させるのが困難となる。また圧力が1kg/cm
2 未満では、第一の部材と第二の部材とを隙間なく接合
するのが困難となる。
【0024】このようにして樹脂成分の融点以下の温度
で加熱・加圧して保持すると、第二の部材は、第一の部
材と当接する部分では各素材が滑動するため、図3に概
略的に示す第一の部材2と第二の部材3の当接箇所にお
ける隙間aが減少していき、ぴったりと接触する。また
第二の部材は第一の部材と当接する箇所では各素材シー
トが接合されていないため、屈曲に応じて各素材シート
が滑動するので、屈曲に伴ってしわ、たるみ、折れ等を
生じることがない。特に、バギング時にエアを吸引する
ことにより、一層ぴったりと両部材を当接させることが
できる。
【0025】続いて、加圧しながら樹脂の融点+40〜60
℃で加熱・加圧して、樹脂の溶融させ、マトリットクス
となる樹脂成分の含浸及び第一の部材と第二の部材との
接合を行う。加熱は、樹脂が溶融し、強化繊維を含浸す
るに十分な温度である必要があるが、PEEK樹脂の場
合、具体的には、390 〜400 ℃とするのがよい。また加
圧圧力は14〜20kg/cm2 とするのがよい。
【0026】このようにして、得られる熱可塑性複合材
は、第一の部材2と第二の部材3との接合部においてた
るみやエアーの混入等がなく、もってそこにボイドを生
じたり、レジンリッチとなったり、あるいは強化繊維の
流入を招いたりすることがなく接合部の強度が十分であ
り、各種構造材料として好適なものである。
【0027】以上、本発明を添付図面を参照してT型の
複合材の場合について説明してきたが、本発明はこれに
限定されず、例えばH型のものとする場合には第二の部
材の両端を屈曲させて、第一の部材2枚と当接させれば
よい。さらに、1枚の第一の部材に複数の第二の部材を
接合してもよい。このように所望とする構造材の形状に
応じて、第一の部材と第二の部材とを組合せのパターン
を適宜設定することができる。
【0028】本発明を以下の具体的実施例により、さら
に詳細に説明する。実施例1 炭素繊維とPEEK繊維との平織物(炭素繊維の平均径
は7μmであり、PEEK繊維の平均径は40μm、8cm
×30cm)を34枚積層し、380 ℃、5kg/cm2 で15分間加
熱して第一の部材を製造した。
【0029】また、上記炭素繊維とPEEK繊維との平
織物(23cm×30cm)を4枚を積層し、両端部4cmずつを
残して超音波によりスポット溶着し、第二の部材を製造
した。なお、超音波溶着は、10mmφのホーンから周波数
15kHz の超音波を、発振時間1秒、加圧圧力10kg/cm2
で付与することにより行い、溶着後6秒間冷却した。
【0030】このようにして得られた第一の部材2枚
と、第二の部材とを、第二の部材の両端の非接合部を2
枚ずつ両側に屈曲させ、それぞれ第一の部材と当接する
ように組合せ、H型の熱可塑性複合材の予備成形体を製
造した。
【0031】このようにして得られた予備成形体をポリ
イミドフィルムによりバギングし、続いて図4にグラフ
で示すような温度及び圧力で加圧加熱し、熱可塑性複合
材を得た。
【0032】得られた複合材の第一の部材と第二の部材
との接合部を観察したところ、第二の部材の屈曲部にし
わ、たるみ等はなく、ボイド、レジンリッチ化、炭素繊
維の流入等は認められなかった。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明において
は、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複数の複合素材
を積層し、予備成形してなる第一の部材と、強化繊維と
熱可塑性樹脂とからなる複数の複合素材を積層し、部分
的に接合してなる第二の部材とを組み合わせて用い、第
二の部材の非接合部を屈曲させて第一の部材と当接さ
せ、熱可塑性樹脂の融点より低い温度領域で加圧するこ
とにより、第二の部材が滑動して、たわみや、当接した
箇所での隙間が解消され、その後、樹脂の融点以上の温
度で加熱・加圧して一体的に成形しているので、第一の
部材と第二の部材との接合の良好な構造用熱可塑性複合
材が得られる。
【0034】このような本発明の複合材の熱可塑性複合
材の成形体は、L型材、T型材、H型材、I型材等の各
種形状の構造用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構造用熱可塑性複合材の成形体の予備
成形体の一実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明の構造用熱可塑性複合材の予備成形体の
第二の部材の一例を示す斜視図である。
【図3】本発明の構造用熱可塑性複合材の成形体を製造
する一工程を示す概略図である。
【図4】実施例における加熱・加圧工程を示すグラフで
ある。
【図5】従来のH型の構造用熱可塑性複合材の成形体を
示す平面図である。
【符号の説明】
1・・・予備成形体 2・・・第一の部材 3・・・第二の部材 31・・・素材シート 32・・・接合部 33・・・非接合部 34・・・スポット 51、52、53・・・複合材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複数
    の複合素材を積層し、予備成形してなる第一の部材と、
    強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる複数の複合素材を積
    層し、部分的に接合してなる第二の部材とからなり、前
    記第二の部材の非接合部は屈曲されて前記第一の部材に
    当接され、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱・
    加圧されることにより、一体的に成形されていることを
    特徴とする熱可塑性複合材の成形体。
  2. 【請求項2】 (A) 強化繊維と熱可塑性樹脂とからなる
    複数の複合素材を積層し、前記熱可塑性樹脂の融点以上
    の温度で加熱・加圧することにより、予備成形して第一
    の部材を形成し、(B) 強化繊維と熱可塑性樹脂とからな
    る複数の複合素材を積層し、部分的に接合することによ
    り第二の部材を形成し、(C) 前記第二の部材の非接合部
    を屈曲させて第一の部材と当接し、(D) 熱可塑性樹脂の
    融点より低い温度領域で加圧し、(E) その後、熱可塑性
    樹脂の融点以上の温度で加熱・加圧することを特徴とす
    る熱可塑性複合材の成形体の製造方法。
JP4021972A 1991-09-12 1992-01-10 構造用熱可塑性複合材の成形体及びその製造方法 Pending JPH05185540A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4021972A JPH05185540A (ja) 1992-01-10 1992-01-10 構造用熱可塑性複合材の成形体及びその製造方法
US07/944,091 US5418035A (en) 1991-09-12 1992-09-11 Thermoplastic composite fabrics and formed article produced therefrom
US08/289,562 US5464493A (en) 1991-09-12 1994-08-12 Thermoplastic composite fabrics and formed article produced therefrom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4021972A JPH05185540A (ja) 1992-01-10 1992-01-10 構造用熱可塑性複合材の成形体及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05185540A true JPH05185540A (ja) 1993-07-27

Family

ID=12069955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4021972A Pending JPH05185540A (ja) 1991-09-12 1992-01-10 構造用熱可塑性複合材の成形体及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05185540A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008201006A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Sakai Ovex Co Ltd 積層体およびその製造方法
CN104002469A (zh) * 2014-05-13 2014-08-27 张家港市德顺机械有限责任公司 塑料箱折弯成型机中的热熔压合封边装置
JP2015143753A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社トスカバノック 係止ピン材及びその成形方法と成形された係止ピン材の使用方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008201006A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Sakai Ovex Co Ltd 積層体およびその製造方法
JP2015143753A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社トスカバノック 係止ピン材及びその成形方法と成形された係止ピン材の使用方法
CN104002469A (zh) * 2014-05-13 2014-08-27 张家港市德顺机械有限责任公司 塑料箱折弯成型机中的热熔压合封边装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5418035A (en) Thermoplastic composite fabrics and formed article produced therefrom
EP2931497B1 (en) Joining composite components using low temperature thermoplastic film fusion
US5139596A (en) Continuous process for the preparation of thermoplastic honeycomb
US5217556A (en) Continuous process for the preparation of unitary thermoplastic honeycomb containing areas with different physical properties
US5066536A (en) Fibre reinforced thermoplastic composite structures
JP5844967B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂成形品とその製造方法
WO2008062818A1 (fr) Matériau en feuille multicouche de résine thermoplastique renforcé, procédé de fabrication de celui-ci et procédé de façonnage d'un matériau composite de résine thermoplastique moulé
JPH05185539A (ja) 熱可塑性複合材のプリフォーム体及びその製造方法
JPH07108529A (ja) 熱可塑性複合材及びそのプリフォーム体の製造方法
JP2543743B2 (ja) サンドウィッチ構造体を用いて成形物品を製造する方法
JPH06503522A (ja) 熱可塑性ハニカムサンドイッチ構造の準備のためのプロセス
KR20160112950A (ko) 수지 접합체, 수지 접합체의 제조 방법 및 차량용 구조체
JPWO2018101245A1 (ja) 繊維強化樹脂成形品および繊維強化樹脂成形品の製造方法
JP2023002513A5 (ja) 板状の複合部材を製造する方法およびそれにより製造された複合部材
JP2020515442A (ja) 平らな複合部材を製造する方法およびそれにより製造された複合部材
US10611328B2 (en) Composite material structural member and method of manufacturing the composite material structural member
US11712858B2 (en) Method of shaping preform and method of molding composite material
JP3289744B2 (ja) 積層成形品及びその製造方法
JPH05185540A (ja) 構造用熱可塑性複合材の成形体及びその製造方法
JPH02175135A (ja) 繊維強化樹脂部材の製造方法
KR101804661B1 (ko) 수지 접합체, 수지 접합체의 제조 방법 및 차량용 구조체
JPH0699506A (ja) 積層成形品及びその製造方法
JPH06270254A (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法
JPH0429833A (ja) 熱可塑性樹脂系複合材料の成形方法
JP3165263B2 (ja) 積層成形品及びその製造方法