JPH0623856A - 繊維強化プラスチック一体成形体 - Google Patents

繊維強化プラスチック一体成形体

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JPH0623856A
JPH0623856A JP4180973A JP18097392A JPH0623856A JP H0623856 A JPH0623856 A JP H0623856A JP 4180973 A JP4180973 A JP 4180973A JP 18097392 A JP18097392 A JP 18097392A JP H0623856 A JPH0623856 A JP H0623856A
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JP
Japan
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fiber
reinforced plastic
strength
flat plate
different shape
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Pending
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JP4180973A
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English (en)
Inventor
Akio Muranaka
昭雄 村中
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 平板部と凸状の異形形状部とを有すると共に
一体成形してなる異形形状の繊維強化プラスチック一体
成形体において、前記異形形状部の繊維強化プラスチッ
ク中に含まれる強化繊維が繊維長:10〜100mm であると
共に前記異形形状部に全体的にランダムに配向している
もの。 【効果】 強化繊維を熱可塑性樹脂に混合し、これを射
出成形する方法により得られる従来の異形形状の繊維強
化プラスチック一体成形体に比し、強度が高く、又、平
板部及び異形形状部での強度差が小さく、従って、強度
等の品質特性を向上し得るようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
一体成形体に関し、詳細には、平板部とボスやリブ等の
如き凸状の異形形状部とを有すると共に一体成形してな
る異形形状の繊維強化プラスチック一体成形体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】繊維強化プラスチック成形体は、複合材
料の一種であって、プラスチック中に強化繊維を混在さ
せてなる成形体であり、プラスチックが強化繊維により
強化されるため、一般的に優れた強度を有し、又、基材
プラスチックの優れた軽量性及び耐食性が発揮されるの
で、それら特性を活かして、強度、軽量性、耐食性等を
要する構造部材として使用される。かかる繊維強化プラ
スチック成形体は、従来、下記(A),(B),(C),(D) のよう
な方法で成形される。
【0003】即ち、(A) ハンドレイアップ法、(B) S-RI
M 法〔:Structual Reaction Injec-tion Moulding
法〕、(C) 強化繊維に樹脂を含浸させてなるプリプレグ
をオートクレーブにより成形もしくは加圧成形する方
法、又は、(D) 強化繊維を熱可塑性樹脂に混合し、これ
を射出成形する方法により、成形される。ここで、(B)
のS-RIM 法は、型内に連続繊維のマット又は織布にした
強化繊維を置き、低粘度の樹脂を注入し、成形する方法
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の繊維強化プ
ラスチック成形法或いは成形体においては、下記の如き
長所及び問題点がある。 前記(A),(B),(C) の成形法においては、得られる成
形体は強度が高く、構造部材として使用される。しか
し、使用される強化繊維は連続繊維マットや、一方向に
引揃えた長繊維であり、その形態や成形法により、成形
可能な形状は平面板もしくは僅かな曲面を有する平板状
のものに限定されており、そのためボスやリブ等の如き
凸状の異形形状部を有する異形形状のものが得られない
という問題点がある。 前記(D) の成形法においては、ボスやリブ等の如き
異形形状部を有する異形形状の成形体を比較的簡単に成
形し得るという長所がある。しかし、使用する強化繊維
は繊維長:数mm以下のものに限定され、繊維長が短いの
で、得られる成形体は強度が低いという問題点がある。
【0005】この対策として、平板部を前記(A),(B) 又
は(C) の成形法により成形し、異形形状部を前記(D) の
成形法により成形し、両者を接合して組み立てることが
考えられる。しかし、この場合は、厄介な組み立て作業
を要する他、組み立てによるコスト上昇をきたすという
問題点がある。
【0006】従って、前記従来技術においては、高強度
の異形形状の繊維強化プラスチック一体成形体が得られ
難い。即ち、平板部と凸状の異形形状部とを有すると共
に一体成形してなる異形形状の繊維強化プラスチック一
体成形体であって、強度が高いものが得られ難いという
問題点があり、その解決が望まれている。
【0007】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、前記従来技術の有する問題
点を解消し、高強度の異形形状の繊維強化プラスチック
一体成形体を提供しようとするものである。即ち、前記
従来成形法(D) により得られる異形形状の繊維強化プラ
スチック一体成形体に比して強度が高く、又、平板部及
び異形形状部での強度差が小さい繊維強化プラスチック
一体成形体を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る繊維強化プラスチック一体成形体は
次のような構成としている。即ち、請求項1記載の成形
体は、平板部と凸状の異形形状部とを有すると共に一体
成形してなる異形形状の繊維強化プラスチック一体成形
体において、前記異形形状部の繊維強化プラスチック中
に含まれる強化繊維が繊維長:10〜100mm であると共に
前記異形形状部に全体的にランダムに配向していること
を特徴とする繊維強化プラスチック一体成形体である。
【0009】又、請求項2記載の成形体は、前記異形形
状部の付け根における強化繊維が、平板部と異形形状部
とを繋ぐ方向に配向している請求項1記載の繊維強化プ
ラスチック一体成形体である。
【0010】
【作用】本発明は、平板部と凸状の異形形状部とを有す
る異形形状の繊維強化プラスチック一体成形体を、強化
繊維の繊維長及び配向等をパラメータとして変化させて
製作し、これらパラメータと強度等の品質特性との関係
を調べ、その結果、得られた下記知見に基づき完成され
たものである。
【0011】即ち、異形形状部に繊維長:10〜100mm の
強化繊維を全体的にランダムに配向させるようにする
と、平板部と凸状の異形形状部とを有する異形形状の繊
維強化プラスチックを一体成形し得、又、成形後の異形
形状部は強度に優れたものとなるという知見が得られ
た。一方、平板部については、前記従来成形法(A),(B)
又は(C) の場合と同様、高強度にすることは困難でな
く、例えば平板部での強化繊維として繊維長:10mm以上
のもの、もしくは上記異形形状部と同様の10〜100mmの
ものを使用することにより、平板部は異形形状部と同様
に強度に優れたものにし得る。従って、上記のようにす
ることにより、高強度の異形形状の繊維強化プラスチッ
ク一体成形体が得られる。換言すると、前記従来成形法
(D) により得られる異形形状の繊維強化プラスチック一
体成形体に比して強度が高く、又、平板部及び異形形状
部での強度差が小さい繊維強化プラスチック一体成形体
が得られることになる。
【0012】そこで、本発明に係る繊維強化プラスチッ
ク一体成形体は、平板部と凸状の異形形状部とを有する
と共に一体成形してなる異形形状の繊維強化プラスチッ
ク一体成形体において、前記異形形状部の繊維強化プラ
スチック中に含まれる強化繊維が繊維長:10〜100mm で
あると共に前記異形形状部に全体的にランダムに配向す
るようにしているのである。故に、本発明に係る繊維強
化プラスチック一体成形体は、前記知見からして、高強
度の異形形状の繊維強化プラスチック一体成形体とな
る。即ち、強化繊維を熱可塑性樹脂に混合して射出成形
する方法(D) により得られる従来の異形形状の繊維強化
プラスチック一体成形体に比して強度が高く、又、平板
部及び異形形状部での強度差が小さい。
【0013】ここで、異形形状部の繊維強化プラスチッ
ク中に含まれる強化繊維の繊維長を10〜100mm としてい
るのは、10mm未満にすると、異形形状部の機械的性質、
特に強度が低下し、不充分となり、一方100mm 超にする
と、成形時に強化繊維同士が絡みつき易くて強化繊維の
分散性が悪くなるので、異形形状部に強化繊維を配置す
ることが難しく、強化繊維が充填されなくなり、その結
果、異形形状部の強度等の機械的性質が低下して不充分
となると共に、平板部よりも劣るようになるからであ
る。
【0014】又、上記強化繊維を異形形状部に全体的に
ランダムに配向するようにしているのは、異形形状部で
の強度の異方性を低減するためである。
【0015】一方、平板部については、異形形状部に比
し、強化繊維の分散性が良くて強化繊維の配置が容易で
あるので、繊維長の長い強化繊維を支障なく使用でき
る。例えば、繊維長100mm 以上の強化繊維を使用して
も、比較的強化繊維の非充填部が生じ難く、強度が低下
し難い。従って、平板部での強化繊維の繊維長は特に限
定されるものではないが、強度面から繊維長10mm以上の
強化繊維を使用することが望ましい。
【0016】前記平板部と異形形状部とが繋がっている
部分、即ち、異形形状部の付け根の部分は、その付け根
部のコーナR等によって応力集中係数は異なるが、応力
集中が生じる部分、即ち応力集中部となるので、他の部
分に比較すると弱くて破壊が生じ易い。そこで、前記異
形形状部の付け根における強化繊維が、平板部と異形形
状部とを繋ぐ方向に配向するようにしておくことが望ま
しい。このようにすることにより、異形形状部の付け根
は他の部分よりも強度及び靱性に優れ、耐破壊性が他の
部分と同様もしくはそれ以上となる。
【0017】尚、本発明において、強化繊維として例え
ば炭素繊維等の無機繊維、アラミド繊維等の有機繊維、
或いは、炭素繊維と有機繊維との複合繊維などを使用す
ることができ、その種類は特に限定されるものではな
く、強度や磁気シールド性等の必要特性に応じて、強化
繊維の種類を選定すればよい。
【0018】
【実施例】繊維長:10〜100mm の炭素繊維をランダムに
配向してなるマット状の強化繊維をシーティングにより
製作した後、該強化繊維に対し、湿式含浸法により熱硬
化性樹脂であるフェノール系樹脂を含浸し、強化繊維樹
脂プリプレグを得た。次いで、該プリプレグを150 〜 2
00℃に加熱した金型に投入した後、加圧して平板部と凸
状の異形形状部(ボスやリブ)とを有する異形形状の繊
維強化プラスチック一体成形体(本発明の実施例に係る
成形体)を成形した。一方、比較のため、上記炭素繊維
に代えて繊維長10mm未満または100mm 超の炭素繊維を使
用し、上記と同様の方法により同様の形状寸法を有する
異形形状の繊維強化プラスチック一体成形体(比較例に
係る成形体)を成形した。尚、これら成形において、硬
化時間は2〜5分であった。
【0019】上記本発明の実施例に係る成形体及び比較
例に係る成形体について、平板部及び異形形状部の断面
ミクロ組織の観察、及び、比重、強度、曲げ強度、曲げ
弾性率、アイゾット衝撃値等の物理的特性の測定を行っ
た。その結果、比較例に係る成形体は、異形形状部及び
平板部の強化繊維は繊維長:10mm未満または100mm 超で
あると共に、物理的特性が低くて不充分であったが、こ
れに対し、本発明の実施例に係る成形体は、異形形状部
の強化繊維は繊維長:10〜100mm であると共に全体的に
ランダムに配向しており、平板部についても同様に強化
繊維が配向しており、又、物理的特性が優れ、充分なも
のであることが確認された。例えば、本発明の実施例に
係る成形体は、炭素繊維として繊維長:25mmのものを使
用した場合、比重:1.37g/cm3、引張り強さ:18kgf/mm2
引張り弾性率:2.19 ×103kgf/mm2、伸び:3%、曲げ強
度:27.3kgf/mm2、曲げ弾性率:1.67 ×103kgf/mm2、アイ
ゾット衝撃値(Vノッチ付き):9 kgf・cm/cm であっ
た。
【0020】
【発明の効果】本発明は以上のような構成を有し作用を
なすものであり、本発明に係る繊維強化プラスチック一
体成形体は、高強度の異形形状の繊維強化プラスチック
一体成形体であって、強化繊維を熱可塑性樹脂に混合し
て射出成形する方法(D) により得られる従来の異形形状
の繊維強化プラスチック一体成形体に比し、強度が高
く、又、平板部及び異形形状部での強度差が小さく、従
って、強度等の品質特性を向上し得るという効果を奏す
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板部と凸状の異形形状部とを有すると
    共に一体成形してなる異形形状の繊維強化プラスチック
    一体成形体において、前記異形形状部の繊維強化プラス
    チック中に含まれる強化繊維が繊維長:10〜100mm であ
    ると共に前記異形形状部に全体的にランダムに配向して
    いることを特徴とする繊維強化プラスチック一体成形
    体。
  2. 【請求項2】 前記異形形状部の付け根における強化繊
    維が、平板部と異形形状部とを繋ぐ方向に配向している
    請求項1記載の繊維強化プラスチック一体成形体。
JP4180973A 1992-07-08 1992-07-08 繊維強化プラスチック一体成形体 Pending JPH0623856A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010214930A (ja) * 2009-03-19 2010-09-30 Ihi Marine United Inc Frp成形物
JP2012148443A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Toyota Motor Corp リブ付き構造の繊維強化樹脂材とその製造方法
US20150050453A1 (en) * 2012-03-23 2015-02-19 Cutting Dynamics, Inc. Injection molded composite blank and guide

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010522