JPH0740361A - Production of fiber reinforced plastic and reinforcing fiber containing metal material - Google Patents
Production of fiber reinforced plastic and reinforcing fiber containing metal materialInfo
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- JPH0740361A JPH0740361A JP4750894A JP4750894A JPH0740361A JP H0740361 A JPH0740361 A JP H0740361A JP 4750894 A JP4750894 A JP 4750894A JP 4750894 A JP4750894 A JP 4750894A JP H0740361 A JPH0740361 A JP H0740361A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
の製造方法および新規な強化繊維に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic and a new reinforcing fiber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】繊維強化プラスチックは一般構造用品を
はじめ、船、ボート、建材、スポーツ用品など、あらゆ
る所に応用されており、その強度が高いことが知られて
いるが、近年、航空機をはじめ多くの構造材に適用する
要求に応えるためさらに強度の高い繊維強化プラスチッ
クの開発がされてきた。2. Description of the Related Art Fiber reinforced plastics are widely used in general structures, ships, boats, building materials, sports equipment, and so on. It is known that they have high strength. Fiber reinforced plastics having higher strength have been developed in order to meet the demands applied to many structural materials.
【０００３】例えば、特公平２─３５６５４号公報に
は、強化繊維を構成する成分であるバインダーを除去せ
ず、樹脂材料の粘度が２００ｃｐｓ以下で、かつ、注入
時の温度における硬化時間が１０分以内となるように予
め調整しておき、強化繊維を配置した型キャビティ内を
真空吸引して減圧した後、樹脂材料を製品面積に対して
少なくとも４０００ｃｍ2 に１個の割合で設けた注入口
から、型キャビティ内に注入する方法が提案されている
が、強化繊維を構成する繊維束は、図３に示すように繊
維をバインダーで固めたもので、繊維の結束性が大きい
ため分散性が低く、必ずしもその繊維強化プラスチック
の強度に等方性があるとは言いがたかった。また、繊維
の結束性が大きいことや繊維の表面にバインダーが存在
するため、繊維強化プラスチック成形を行う場合には、
繊維束内への樹脂材料の含浸性が十分でなかった。しか
も、繊維束はボイドが多く機械的特性の低下は免れなか
った。For example, in Japanese Examined Patent Publication No. 2-35654, the binder, which is a component of the reinforcing fiber, is not removed, the viscosity of the resin material is 200 cps or less, and the curing time at the temperature at the time of injection is 10 minutes. Adjust in advance so that it is within the range, and after vacuuming the inside of the mold cavity in which the reinforcing fibers are placed to reduce the pressure, from the injection port provided with the resin material at a rate of at least 4000 cm 2 with respect to the product area. Although a method of injecting into the mold cavity has been proposed, the fiber bundle constituting the reinforcing fiber is obtained by hardening the fiber with a binder as shown in FIG. However, it was hard to say that the strength of the fiber reinforced plastic is isotropic. In addition, when the fiber-reinforced plastic molding is performed, since the binding property of the fiber is large and the binder is present on the surface of the fiber,
The impregnation property of the resin material into the fiber bundle was not sufficient. Moreover, the fiber bundle had many voids and the mechanical properties were inevitably deteriorated.
【０００４】また、強化繊維にカップリング剤処理を行
う場合に、２種類以上の異なる樹脂材料を用いて繊維強
化プラスチックの成形を行うと、カップリング剤がそれ
ぞれの樹脂材料に適していないと、繊維／樹脂材料の界
面の接着性が十分でないという問題点があった。さら
に、繊維強化プラスチック成形を行う場合に、厚肉な成
形品または肉厚急変部を有する成形品では、成形時に樹
脂材料が強化繊維の隅々に十分行き渡らずに、特に樹脂
注入口から遠く離れた厚肉部コーナーにボイドが残存
し、樹脂充填性が悪くなり、機械的特性の低下は免れな
いという問題点もあった。Further, when the fiber-reinforced plastic is molded by using two or more kinds of different resin materials when the reinforcing fiber is treated with the coupling agent, if the coupling agent is not suitable for each resin material, There is a problem that the adhesiveness at the interface of the fiber / resin material is not sufficient. Furthermore, when performing fiber-reinforced plastic molding, if the molded product has a thick wall or a part with a sudden change in wall thickness, the resin material does not fully spread in every corner of the reinforced fiber at the time of molding, especially when it is far from the resin injection port. There is also a problem that voids remain at the corners of the thick portion, the resin filling property deteriorates, and the mechanical properties are unavoidably deteriorated.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情に鑑みてなされたもので、優れた機械的特性を有
する繊維強化プラスチックの製造方法および新規な強化
繊維を提供することを課題とし、より具体的には、強化
繊維を構成する成分であるバインダーを除去して繊維の
結束性を緩和し、分散性を向上させることにより、繊維
強化プラスチックの強度において等方性化を可能にする
こと、分散性や含浸性を向上させることにより、繊維強
化プラスチックにおいて、強化繊維を構成する個々の繊
維と樹脂材料との直接的な密着性の向上をはかり高強度
化を可能にすること、金属材料を含む新規な強化繊維を
提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a fiber-reinforced plastic having excellent mechanical properties and a new reinforcing fiber. More specifically, by removing the binder, which is a component of the reinforced fiber, to reduce the binding property of the fiber and improve the dispersibility, it is possible to make the strength of the fiber reinforced plastic isotropic. By improving the dispersibility and impregnability, in the fiber reinforced plastic, it is possible to improve the direct adhesion between the individual fibers constituting the reinforced fiber and the resin material and to achieve high strength, An object is to provide a new reinforcing fiber containing a metal material.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、上型と下型の間に形成された型キャビテ
ィに強化繊維を配置し、そののち、樹脂材料を注入し硬
化させる繊維強化プラスチックの製造方法において、前
記強化繊維を構成する成分であるバインダーを除去して
おいて、前記樹脂材料の注入を行うことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, reinforcing fibers are arranged in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and then a resin material is injected and cured. In the method for producing a fiber-reinforced plastic, the resin material is injected after the binder that is a component of the reinforcing fiber is removed.
【０００７】本発明で用いる金型は、上型と下型から構
成され、型キャビティを内部に有しており、通常に従っ
て、硬化成形のため熱媒体循環装置等の加熱装置を備え
ている。後述のように、高温加熱処理によって強化繊維
のバインダーを除去する場合は、例えば、前記熱媒体循
環装置等の加熱装置を使用して高温加熱処理するのが好
ましく、強化繊維とともに型内に配置された金属材料を
誘導加熱する場合は、上型と下型のそれぞれの型キャビ
ティと接する面に電極を設置するのが好ましい。The mold used in the present invention is composed of an upper mold and a lower mold, has a mold cavity inside, and is usually equipped with a heating device such as a heat medium circulating device for curing and molding. As described below, when removing the binder of the reinforcing fiber by high temperature heat treatment, for example, it is preferable to perform high temperature heat treatment using a heating device such as the heat medium circulating device, and the binder is placed in the mold together with the reinforcing fiber. In the case of induction heating a metal material, it is preferable to install electrodes on the surfaces of the upper mold and the lower mold which are in contact with the mold cavities.
【０００８】本発明で用いる強化繊維は、繊維をバイン
ダーで固めた繊維束を最小構成単位とするものである。
その繊維の素材としては、例えば、無機質としては、ガ
ラス、溶融シリカ、炭化ケイ素、炭素、窒化ホウ素、ア
ルミナ、ジルコニア、アルミニウム、銅、チタニウム、
ステンレス鋼などがあり、有機質としては、ナイロン、
芳香族系耐熱ナイロンなどがあり、これらは単独または
異なる２種類以上の素材を混合して用いられる。強化繊
維の形状は、例えば、織物状、編物状、繊維束をランダ
ムに絡ませたシート状、フエルト状、さらに前記の形状
物を三次元的に構成した積層状、マット状などの形状で
あり、単独または異なる２種類以上の形状物を混合して
用いられる。The reinforcing fiber used in the present invention has a fiber bundle obtained by hardening the fiber with a binder as a minimum constitutional unit.
As the material of the fiber, for example, as the inorganic material, glass, fused silica, silicon carbide, carbon, boron nitride, alumina, zirconia, aluminum, copper, titanium,
There are stainless steel, etc., and as organic materials, nylon,
There are aromatic heat-resistant nylons and the like, and these are used alone or as a mixture of two or more different materials. The shape of the reinforcing fiber is, for example, a woven shape, a knitted shape, a sheet shape in which fiber bundles are randomly entangled, a felt shape, a laminated shape in which the above-mentioned shaped object is three-dimensionally configured, a mat shape, or the like, They may be used alone or as a mixture of two or more different shapes.
【０００９】本発明で用いる樹脂材料は、例えば、ポリ
エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ジアリールフタレー
ト系樹脂、フェノール系樹脂等が用いられる。本発明で
の樹脂材料の注入は、減圧下、常圧下または加圧下いず
れの圧力下でも注入できる。樹脂材料の注入口は、１か
所または複数か所あってよく、一般には型キャビティ内
の隅々まで樹脂材料が行き渡るようにするため複数か所
あるのが好ましい。樹脂材料の注入口の位置は、上型と
下型の一方だけでも、両方にあってもよく、一般には型
キャビティ内の隅々まで樹脂材料が行き渡るようにする
ため両方にあるのが好ましい。樹脂材料が複数の樹脂注
入口から型キャビティ内へ注入される場合、それぞれの
樹脂注入方向は、同じ方向に注入されるものであっても
よく、反対方向から注入されるものであってもよい。ま
た、１つの樹脂注入方向に対して、それにほぼ垂直な方
向から樹脂注入されるものがあってもよい。As the resin material used in the present invention, for example, a polyester resin, an epoxy resin, a diaryl phthalate resin, a phenol resin or the like is used. The resin material according to the present invention can be injected under reduced pressure, normal pressure or increased pressure. There may be one or a plurality of resin material injection ports. Generally, it is preferable that there be a plurality of resin material injection holes so that the resin material can be spread to every corner of the mold cavity. The position of the resin material injection port may be in either one of the upper mold and the lower mold, or in both of them. Generally, it is preferable that the resin material is provided in both positions so that the resin material can be spread to every corner of the mold cavity. When the resin material is injected into the mold cavity from a plurality of resin injection ports, the respective resin injection directions may be the same direction or the opposite directions. . Further, there may be one in which resin is injected from a direction substantially perpendicular to one resin injection direction.
【００１０】強化繊維は、操作性の向上を図るため、変
形加工により型キャビティ形状と対応した形状となって
いるのが好ましく、例えば、シート状の強化繊維を配置
し、型閉して型キャビティ形状と対応して変形加工した
後、前記強化繊維を構成する成分であるバインダーを型
キャビティ内で除去するようになっている方法、あらか
じめ型キャビティの形状に対応して変形加工された強化
繊維を配置した後、前記強化繊維を構成する成分である
バインダーを型キャビティ内で除去するようになってい
る方法等が挙げられる。In order to improve the operability, it is preferable that the reinforcing fiber has a shape corresponding to the shape of the mold cavity by deformation processing. For example, a sheet-shaped reinforcing fiber is arranged and the mold is closed to close the mold cavity. After deformation processing corresponding to the shape, the method of removing the binder, which is a component of the reinforcing fiber, in the mold cavity, the reinforcing fiber previously deformed according to the shape of the mold cavity Examples of the method include a method in which the binder, which is a component of the reinforcing fiber, is removed in the mold cavity after the arrangement.
【００１１】強化繊維を構成する成分であるバインダー
を前記強化繊維より除去する方法は、型外でバインダー
を原型を崩さない程度に除去する方法、型内で配置した
状態でバインダーを除去する方法等が挙げられ、この両
者を組み合わせた、型外でバインダーを原型を崩さない
程度に除去してから型キャビティに配置し、さらに、残
存しているバインダーを型内で除去するのが好ましい。The method of removing the binder, which is a component of the reinforcing fiber, from the reinforcing fiber is a method of removing the binder outside the mold to such an extent that the original mold is not destroyed, a method of removing the binder in a state of being arranged in the mold, and the like. It is preferable to remove the binder outside the mold so that the original mold is not destroyed, and place the binder in the mold cavity, and remove the remaining binder in the mold by combining the both.
【００１２】上型と下型の間に形成された型キャビティ
に強化繊維を配置し、そののち、樹脂材料を注入し硬化
させる繊維強化プラスチックの製造方法において、前記
強化繊維を構成する成分であるバインダーを除去してお
いて、前記樹脂材料の注入を行うことを特徴とする繊維
強化プラスチックの製造方法で、前記強化繊維を構成す
る成分であるバインダーを除去する方法としては、例え
ば、バインダーを高温加熱処理する方法、バインダーを
溶剤を用いて溶解させる溶剤処理する方法等が好まし
い。In the method for producing a fiber-reinforced plastic in which reinforcing fibers are arranged in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and then a resin material is injected and cured, it is a component constituting the reinforcing fibers. In the method for producing a fiber-reinforced plastic, characterized in that the binder is removed and then the resin material is injected, as a method for removing the binder that is a component that constitutes the reinforcing fiber, for example, A heat treatment method, a solvent treatment method in which a binder is dissolved using a solvent, and the like are preferable.
【００１３】前記強化繊維を構成する成分であるバイン
ダーを除去する好ましい方法である、バインダーを高温
加熱処理する方法、バインダーを溶剤を用いて溶解させ
る溶剤処理する方法は、上記繊維強化プラスチックの製
造方法において、下記、のいずれの場合においても
好ましい。 強化繊維がシート状であり、上型と下型の間に形成
された型キャビティに配置し、型閉して型キャビティ形
状と対応して変形加工した後、前記強化繊維を構成する
成分であるバインダーを型キャビティ内で除去するよう
になっている場合。The preferred method of removing the binder which is a component of the reinforcing fiber, that is, the method of heating the binder at a high temperature and the method of treating the binder with a solvent to dissolve the binder are the above-mentioned methods for producing the fiber-reinforced plastic. In any of the following cases, it is preferable. The reinforcing fiber is a sheet, and is a component constituting the reinforcing fiber after it is placed in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and the mold is closed and deformed corresponding to the shape of the mold cavity. When the binder is designed to be removed in the mold cavity.
【００１４】 強化繊維が上型と下型の間に形成され
た型キャビティの形状に対応して変形加工された強化繊
維であり前記強化繊維を構成する成分であるバインダー
を型キャビティ内で除去するようになっている場合。 上型と下型の間に形成された型キャビティに強化繊維を
配置し、そののち、樹脂材料を注入し硬化させる繊維強
化プラスチックの製造方法において、前記強化繊維を構
成する成分であるバインダーを、型外で強化繊維の原型
を崩さない程度に除去するようになっている繊維強化プ
ラスチックの製造方法で、前記強化繊維を構成する成分
であるバインダーを除去する方法としては、例えば、バ
インダーを高温加熱処理する方法、バインダーを溶剤を
用いて溶解させる溶剤処理する方法等が好ましい。The reinforcing fiber is a reinforcing fiber that has been deformed according to the shape of the mold cavity formed between the upper mold and the lower mold, and the binder that is a component that constitutes the reinforcing fiber is removed in the mold cavity. If so. A reinforcing fiber is arranged in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and then, in a method for producing a fiber-reinforced plastic in which a resin material is injected and cured, a binder that is a component that constitutes the reinforcing fiber, In a method for producing a fiber-reinforced plastic which is designed to remove the reinforcing fiber prototype outside the mold, as a method for removing the binder that is a component that constitutes the reinforcing fiber, for example, heating the binder at a high temperature A treatment method, a solvent treatment method in which a binder is dissolved using a solvent, and the like are preferable.
【００１５】上記の型外で強化繊維の原型を崩さない程
度に除去してから、さらに、残存しているバインダーを
型内で除去するようになっている場合も、前記強化繊維
を構成する成分であるバインダーを除去する方法として
は、例えば、バインダーを高温加熱処理する方法、バイ
ンダーを溶剤を用いて溶解させる溶剤処理する方法等が
好ましい。Even when the remaining binder is removed inside the mold after the outside of the mold is removed to the extent that the original shape of the reinforcing fiber is not destroyed, the components constituting the reinforcing fiber are also removed. The method for removing the binder is preferably, for example, a method in which the binder is subjected to high temperature heat treatment, a method in which the binder is dissolved using a solvent, or a solvent treatment method.
【００１６】前記高温加熱処理によりバインダーを除去
する場合、カップリング剤を蒸気化して処理する方法、
上型と下型のそれぞれの型キャビティと接する面に電極
を設置して、強化繊維とともに型内に配置された金属材
料を誘導加熱する方法、強化繊維とともに型内に配置さ
れたヒーター線を通電加熱する方法等が挙げられる。カ
ップリング剤を蒸気化して処理する方法は、カップリン
グ剤の蒸気を系外に放出するのではなく、回収するのが
好ましい。When the binder is removed by the high temperature heat treatment, the coupling agent is vaporized and treated,
Electrodes are installed on the surfaces of the upper mold and lower mold that are in contact with the mold cavities to inductively heat the metallic material that is placed in the mold together with the reinforcing fibers, and the heater wires that are arranged in the mold together with the reinforcing fibers are energized. Examples include a method of heating. In the method of treating the coupling agent by vaporizing it, it is preferable to collect the vapor of the coupling agent rather than releasing it from the system.
【００１７】誘導加熱に用いられる金属材料の素材は、
鉄、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロムなどがあ
り、単独または２種類以上のこれらの合金が用いられ
る。金属材料の形状は、繊維状、板状、粉状などがあ
り、単独または２種類以上のこれらの形状物が用いられ
る。上型と下型のそれぞれの型キャビティと接する面に
電極を設置し、強化繊維とともに型内に配置された金属
材料を誘導加熱する方法としては、強化繊維と金属材料
を個々に分離した形状で配置して誘導加熱する方法、金
属材料を含む強化繊維を配置して誘導加熱する方法、こ
の両者を組み合わせた、個々に分離した形状の強化繊維
と金属材料とともに金属材料を含む強化繊維を配置して
誘導加熱する方法等が挙げられる。The material of the metal material used for induction heating is
There are iron, copper, silver, aluminum, nickel, chromium and the like, and one or more kinds of these alloys are used. The shape of the metal material may be fibrous, plate-like, powder-like, etc., and one or two or more of these shapes may be used. An electrode is installed on the surface of each of the upper mold and lower mold that is in contact with the mold cavity, and the method of inductively heating the metallic material placed in the mold together with the reinforcing fiber is to separate the reinforcing fiber and the metallic material into separate shapes. A method of arranging and inducing heating, a method of arranging reinforcing fibers containing a metal material and inducing heating, and a combination of both, arranging reinforcing fibers of individually separated shape and reinforcing fibers containing a metal material together with the metal material. A method of induction heating may be mentioned.
【００１８】強化繊維と金属材料を個々に分離した形状
で配置して誘導加熱する方法としては、例えば、連続ガ
ラス繊維マットの間に金属箔をはさみこみ誘導加熱する
方法や、連続ガラス繊維マット上に金属繊維または金属
粉をのせ、誘導加熱しバインダーを除去する方法等が挙
げられる。金属材料を含む強化繊維としては、例えば、
金属材料と繊維をバインダーで束ねた繊維束や、繊維を
バインダーで固めた繊維束をさらにバインダーで金属材
料と束ね合わせた金属材料を含む繊維束を織物状、編物
状、繊維束をランダムに絡ませたシート状、フエルト
状、さらに前記の形状物を三次元的に構成した積層状、
マット状などの形状にした金属材料を含む強化繊維が挙
げられる。これらの金属材料を含む強化繊維は、一体化
した形状物であるため取り扱いが容易であり、誘導加熱
して効率よくバインダーを除去できる。Examples of the method of arranging the reinforcing fiber and the metal material in separate shapes and performing induction heating include, for example, a method of sandwiching a metal foil between continuous glass fiber mats and induction heating, or a method of induction heating on a continuous glass fiber mat. Examples thereof include a method in which a metal fiber or metal powder is placed and induction heating is performed to remove the binder. As the reinforcing fiber containing a metal material, for example,
Randomly entangle a woven fabric, a knitted fabric, or a fiber bundle in which a metal material and fibers are bundled with a binder, or a fiber bundle obtained by hardening fibers with a binder is further bundled with a metal material with a binder. Sheet shape, felt shape, and laminated shape in which the above-mentioned shaped objects are three-dimensionally configured,
Reinforcing fibers containing a metal material in the shape of a mat are mentioned. The reinforcing fiber containing these metal materials is easy to handle because it is an integrated shape, and the binder can be efficiently removed by induction heating.
【００１９】強化繊維とともに型内に配置されたヒータ
ー線を通電加熱する方法としては、例えば、連続ガラス
繊維マット上にヒーター線をのせ、通電加熱しバインダ
ーを除去する方法や、強化繊維をバインダーでヒーター
線と束ね合わせた繊維束よりなる連続ガラス繊維マット
を、通電加熱しバインダーを除去する方法等が挙げられ
る。As a method of electrically heating the heater wire arranged in the mold together with the reinforcing fiber, for example, a heater wire is placed on a continuous glass fiber mat and electrically heated to remove the binder, or the reinforcing fiber is bound with a binder. Examples include a method in which a continuous glass fiber mat made of a bundle of fibers bundled with a heater wire is electrically heated to remove the binder.
【００２０】型キャビティに型閉したのち注入する樹脂
材料は、２種類以上の異なる樹脂材料を用い、その注入
する方法としては、例えば、同一部位から時間差をつけ
て注入するようになっている方法や、異なる部位から注
入するようになっている方法等が好ましい。上型と下型
の間に形成された型キャビティに強化繊維を配置し、そ
ののち、樹脂材料を注入し硬化させる繊維強化プラスチ
ックの製造方法において、前記強化繊維を構成する成分
であるバインダーを除去しておいて、前記樹脂材料の注
入を行うことを特徴とする繊維強化プラスチックの製造
方法で、前記強化繊維を構成する成分であるバインダー
を除去する方法が、バインダーを高温加熱処理する方
法、バインダーを溶剤を用いて溶解させる溶剤処理する
方法のいずれの場合であっても、型キャビティに型閉し
たのち注入する樹脂材料は、２種類以上の異なる樹脂材
料を用い、その注入する方法としては、例えば、同一部
位から時間差をつけて注入するようになっている方法
や、異なる部位から注入するようになっている方法等が
好ましい。As the resin material to be injected after the mold is closed in the mold cavity, two or more kinds of different resin materials are used, and the injection method is, for example, a method in which injection is performed from the same site with a time difference. Alternatively, a method of injecting from different sites is preferable. In a method for producing a fiber-reinforced plastic in which reinforcing fibers are arranged in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and then a resin material is injected and cured, a binder which is a component of the reinforcing fibers is removed. In the method of manufacturing a fiber-reinforced plastic, which comprises injecting the resin material, a method of removing a binder that is a component that constitutes the reinforcing fiber is a method of heating the binder at a high temperature, a binder. In any case of the solvent treatment method of dissolving the resin using a solvent, two or more different resin materials are used as the resin material to be injected after the mold is closed in the mold cavity. For example, a method of injecting from the same site with a time lag, a method of injecting from different sites, and the like are preferable.
【００２１】２種類以上の異なる樹脂材料を用いて注入
する好ましい方法である、同一部位から時間差をつけて
注入するようになっている方法や、異なる部位から注入
するようになっている方法は、上記繊維強化プラスチッ
クの製造方法において、下記、のいずれの場合にお
いても好ましい。 強化繊維がシート状であり、上型と下型の間に形成
された型キャビティに配置し、型閉して型キャビティ形
状と対応して変形加工した後、前記強化繊維を構成する
成分であるバインダーを型キャビティ内で除去するよう
になっている場合。A preferable method of injecting using two or more different resin materials is a method of injecting from the same site with a time lag or a method of injecting from different sites. In the above method for producing a fiber-reinforced plastic, it is preferable in any of the following cases. The reinforcing fiber is a sheet, and is a component constituting the reinforcing fiber after it is placed in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and the mold is closed and deformed corresponding to the shape of the mold cavity. When the binder is designed to be removed in the mold cavity.
【００２２】 強化繊維が上型と下型の間に形成され
た型キャビティの形状に対応して変形加工された強化繊
維であり前記強化繊維を構成する成分であるバインダー
を型キャビティ内で除去するようになっている場合。 上型と下型の間に形成された型キャビティに強化繊維を
配置し、そののち、樹脂材料を注入し硬化させる繊維強
化プラスチックの製造方法において、前記強化繊維を構
成する成分であるバインダーを、型外で強化繊維の原型
を崩さない程度に除去するようになっている繊維強化プ
ラスチックの製造方法で、前記強化繊維を構成する成分
であるバインダーを除去する方法が、バインダーを高温
加熱処理する方法、バインダーを溶剤を用いて溶解させ
る溶剤処理する方法のいずれの場合であっても、型キャ
ビティに型閉したのち注入する樹脂材料は、２種類以上
の異なる樹脂材料を用いるのが好ましい。２種類以上の
異なる樹脂材料を注入する方法としては、例えば、同一
部位から時間差をつけて注入するようになっている方法
や、異なる部位から注入するようになっている方法等が
好ましい。The reinforcing fiber is a reinforcing fiber that has been deformed according to the shape of the mold cavity formed between the upper mold and the lower mold, and the binder that is a component that constitutes the reinforcing fiber is removed in the mold cavity. If so. A reinforcing fiber is arranged in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and then, in a method for producing a fiber-reinforced plastic in which a resin material is injected and cured, a binder that is a component that constitutes the reinforcing fiber, A method for producing a fiber-reinforced plastic which is designed to be removed outside the mold to the extent that the original shape of the reinforcing fiber is not destroyed, and a method of removing the binder that is a component that constitutes the reinforcing fiber is a method of heat-treating the binder at high temperature. In any case of the solvent treatment method in which the binder is dissolved using a solvent, it is preferable to use two or more different resin materials as the resin material injected after the mold is closed in the mold cavity. As a method of injecting two or more different resin materials, for example, a method of injecting from the same site with a time difference, a method of injecting from different sites, and the like are preferable.
【００２３】上記の型外で強化繊維の原型を崩さない程
度に除去してから、さらに、残存しているバインダーを
型内で除去するようになっている場合も、型キャビティ
に型閉したのち注入する樹脂材料は、２種類以上の異な
る樹脂材料を用いるのが好ましい。２種類以上の異なる
樹脂材料を注入する方法としては、例えば、同一部位か
ら時間差をつけて注入するようになっている方法や、異
なる部位から注入するようになっている方法等が好まし
い。Even when the remaining binder is removed from the outside of the mold to such an extent that the original form of the reinforcing fiber is not destroyed, the remaining binder is removed from the inside of the mold, after closing the mold in the mold cavity. As the resin material to be injected, it is preferable to use two or more different resin materials. As a method of injecting two or more different resin materials, for example, a method of injecting from the same site with a time difference, a method of injecting from different sites, and the like are preferable.
【００２４】上記で高温加熱処理する方法が、カップリ
ング剤を蒸気化して処理する方法、上型と下型のそれぞ
れの型キャビティと接する面に電極を設置して、強化繊
維とともに型内に配置された金属材料を誘導加熱する方
法、強化繊維とともに型内に配置されたヒーター線を通
電加熱する方法等のいずれであっても、型キャビティに
型閉したのち注入する樹脂材料は、２種類以上の異なる
樹脂材料を用い、２種類以上の異なる樹脂材料を注入す
る方法としては、例えば、同一部位から時間差をつけて
注入するようになっている方法や、異なる部位から注入
するようになっている方法等が好ましい。The above-mentioned high temperature heat treatment method is a method of vaporizing the coupling agent for treatment, and placing electrodes on the surfaces in contact with the upper and lower mold cavities and placing them in the mold together with the reinforcing fibers. Regardless of the method of inductively heating the formed metal material or the method of electrically heating the heater wire arranged in the mold together with the reinforcing fiber, two or more kinds of resin materials are injected after the mold is closed in the mold cavity. As a method of injecting two or more different resin materials using different resin materials, for example, there is a method of injecting from the same site with a time difference, or injection from different sites. The method and the like are preferable.
【００２５】前記２種類以上の異なる樹脂材料を同一部
位から時間差をつけて注入する方法としては、例えば、
同一型面より注入する方法、異なる型面より注入する方
法等が挙げられる。２種類以上の異なる樹脂材料を同一
部位から時間差をつけて同一型面より注入する方法とし
ては、例えば、Ａ樹脂、Ｂ樹脂およびＣ樹脂を注入する
場合に、まずＡ樹脂を注入し半硬化させ、続いて同一注
入口よりＢ樹脂を注入し半硬化させた後、さらに同一注
入口よりＣ樹脂を注入し完全硬化させる方法等が挙げら
れる。As a method of injecting two or more kinds of different resin materials from the same site with a time difference, for example,
A method of injecting from the same mold surface, a method of injecting from different mold surfaces and the like can be mentioned. As a method of injecting two or more different resin materials from the same part with a time difference from the same mold surface, for example, when injecting A resin, B resin and C resin, first inject A resin and semi-cure it. Then, a method of injecting B resin from the same injection port and semi-curing the resin, and then injecting C resin from the same injection port and completely curing the resin can be used.
【００２６】２種類以上の異なる樹脂材料を同一部位か
ら時間差をつけて異なる型面より注入する方法として
は、例えば、Ａ樹脂およびＢ樹脂を注入する場合に、ま
ず下面の注入口よりＡ樹脂を注入し半硬化させた後、Ａ
樹脂を注入した注入口と同一部位の上面の注入口より続
いてＢ樹脂を注入し完全硬化させるという方法等が挙げ
られる。前記時間差をつけて異なる型面より注入する方
法は、成形品肉厚部のボイド残存を防いだり、肉厚部コ
ーナーの樹脂充填性を高めることができるため好まし
い。As a method of injecting two or more kinds of different resin materials from different mold surfaces with a time difference from the same site, for example, when injecting A resin and B resin, first, inject A resin from the injection port on the lower surface. After injecting and semi-curing, A
A method of injecting B resin continuously from an injection port on the upper surface of the same site as the injection port where the resin is injected and completely curing the resin can be mentioned. The method of injecting from different mold surfaces with a time difference is preferable because it is possible to prevent the voids from remaining in the thick portion of the molded product and to enhance the resin filling property at the corners of the thick portion.
【００２７】前記２種類以上の異なる樹脂材料を異なる
部位から注入する方法も、成形品肉厚部のボイド残存を
防いだり、肉厚部コーナーの樹脂充填性を高めることが
できるため好ましい。２種類以上の異なる樹脂材料を異
なる部位から注入する方法としては、例えば、同一型面
で異なる部位の注入口から注入する方法、異なる型面で
異なる部位の注入口から注入する方法、成形品の厚み方
向および厚み方向と交差する方向の２つの方向から樹脂
材料を注入する方法等が挙げられる。The method of injecting two or more kinds of different resin materials from different parts is also preferable because it is possible to prevent the voids from remaining in the thick part of the molded product and to enhance the resin filling property at the corners of the thick part. As a method of injecting two or more different resin materials from different parts, for example, a method of injecting from different parts of the same mold surface, an injection of different parts from different mold surfaces, Examples include a method of injecting a resin material from two directions, that is, the thickness direction and the direction intersecting the thickness direction.
【００２８】前記成形品の厚み方向および厚み方向と交
差する方向の２つの方向から樹脂材料を注入する方法
は、２種類以上の異なる樹脂材料を同じ部位から注入す
る方法にも適用することができる。また、２種類以上の
異なる樹脂材料の注入を、同じまたは異なる部位のいず
れの部位から行っても、この時バインダー除去を高温加
熱処理、溶剤処理のいずれの方法で行ってもよく、バイ
ンダー除去を高温加熱処理で行う場合は、カップリング
剤を蒸気化して処理する方法、上型と下型のそれぞれの
型キャビティと接する面に電極を設置して、強化繊維と
ともに型内に配置された金属材料を誘導加熱する方法、
強化繊維とともに型内に配置されたヒーター線を通電加
熱する方法等のいずれであってもよい、さらに、バイン
ダー除去を型キャビティの内側、外側のいずれで行って
もよく、両方で行ってもよい。The method of injecting the resin material from two directions of the thickness direction of the molded product and the direction intersecting the thickness direction can be applied to the method of injecting two or more kinds of different resin materials from the same site. . In addition, two or more kinds of different resin materials may be injected from any of the same or different parts. At this time, binder removal may be performed by either high temperature heat treatment or solvent treatment. In the case of high temperature heat treatment, the coupling agent is vaporized and treated, and the metal material is placed in the mold together with the reinforcing fibers by installing electrodes on the surfaces that contact the mold cavities of the upper and lower molds. How to induction heat,
Any method of electrically heating a heater wire arranged in the mold together with the reinforcing fiber may be used. Further, binder removal may be performed inside or outside the mold cavity, or both. .
【００２９】成形品の厚み方向および厚み方向と交差す
る方向の２つの方向から樹脂材料を注入する方法として
は、例えば、ピンポイントゲートを有する上型と、ファ
ンゲートを有する下型とを使用して、Ａ樹脂およびＢ樹
脂を注入する場合に、Ａ樹脂をピンポイントゲートから
注入し、Ｂ樹脂をファンゲートから注入して硬化させる
という方法等が挙げられる。As a method of injecting a resin material from two directions of a thickness direction of a molded product and a direction crossing the thickness direction, for example, an upper mold having a pin point gate and a lower mold having a fan gate are used. Then, when injecting the A resin and the B resin, a method of injecting the A resin from the pinpoint gate and injecting the B resin from the fan gate to cure the resin, etc. may be mentioned.
【００３０】上記の方法は、Ａ樹脂をピンポイントゲー
トから注入し、Ｂ樹脂をファンゲートから注入すること
によって、樹脂流動によってボイトを効果的に押し流し
てボイトを減少させることができるため好ましい。この
効果は厚肉な成形品または肉厚急変部を有する成形品で
大きく、特に樹脂注入口から遠く離れた厚肉部コーナー
においても、ボイドがなく、樹脂充填性が高くなり、機
械的特性の低下を避けることができる。The above method is preferable because the resin A can be injected from the pinpoint gate and the resin B can be injected from the fan gate, so that the voids can be effectively swept away by the resin flow and the voids can be reduced. This effect is great for thick-walled molded products or molded products with a sudden change in wall thickness, especially at thick-walled corners that are far away from the resin injection port, there is no void, and the resin filling property is high, and the mechanical properties You can avoid a decline.
【００３１】前記２種類以上の異なる樹脂材料を異なる
部位から注入する場合に、さらに、時間差をつけて２種
類以上の異なる樹脂材料を異なる部位から注入したり、
時間差をつけず同時に２種類以上の異なる樹脂材料を異
なる部位から注入するのが好ましい。２種類以上の異な
る樹脂材料を異なる部位から時間差をつけて注入する方
法としては、例えば、Ａ樹脂およびＢ樹脂を注入する場
合に、まずＡ樹脂を注入し半硬化させた後、Ａ樹脂を注
入した注入口と異なる部位の注入口より続いてＢ樹脂を
注入し完全硬化させるという方法等が挙げられる。In the case of injecting the two or more kinds of different resin materials from different parts, further, injecting two or more kinds of different resin materials from different parts with a time difference,
It is preferable to inject two or more different resin materials simultaneously from different parts without any time difference. As a method of injecting two or more kinds of different resin materials from different parts with a time difference, for example, when injecting A resin and B resin, first inject A resin and half-cure, then inject A resin. There is a method of injecting B resin continuously from an injection port at a site different from the injection port and completely curing it.
【００３２】２種類以上の異なる樹脂材料を異なる部位
から時間差をつけず同時に注入する方法としては、例え
ば、Ａ樹脂およびＢ樹脂を注入する場合に、それぞれの
樹脂材料を異なる部位から同時に注入する方法等が挙げ
られる。２種類以上の異なる樹脂材料を異なる部位から
注入する方法の中でも、２種類以上の異なる樹脂材料を
成形品の厚み方向および厚み方向と交差する方向の２つ
の方向から時間差をつけて注入する方法、２種類以上の
異なる樹脂材料を成形品の厚み方向および厚み方向と交
差する方向から時間差をつけず同時に注入する方法がさ
らに好ましい。As a method of simultaneously injecting two or more different resin materials from different sites without any time difference, for example, when injecting A resin and B resin, respective resin materials are simultaneously injected from different sites. Etc. Among the methods of injecting two or more different resin materials from different parts, a method of injecting two or more different resin materials with a time difference from the two directions of the thickness direction of the molded product and the direction intersecting the thickness direction, It is more preferable to simultaneously inject two or more different resin materials in the thickness direction of the molded product and the direction intersecting the thickness direction without any time difference.
【００３３】本発明の強化繊維として、カップリング剤
処理された強化繊維を、樹脂材料の種類に応じて、用い
るのが好ましく、例えば、シランカップリング剤、チタ
ネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング
剤等で処理される。上記カップリング剤処理された強化
繊維を使用する際、２種類以上の異なるカップリング剤
処理された強化繊維を用いるのがより好ましい。２種類
以上の異なる樹脂材料を注入するようになっている場合
は、それぞれ樹脂材料の種類に適した２種類以上の異な
るカップリング剤処理された強化繊維を用いるのが特に
好ましい。As the reinforcing fiber of the present invention, a reinforcing fiber treated with a coupling agent is preferably used according to the kind of the resin material. For example, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminate cup. It is treated with a ring agent or the like. When using the coupling agent-treated reinforcing fibers, it is more preferable to use two or more different coupling agent-treated reinforcing fibers. When two or more different resin materials are to be injected, it is particularly preferable to use two or more different coupling agent-treated reinforcing fibers suitable for the respective resin materials.
【００３４】本発明の繊維強化プラスチックの製造方法
において、上記のように、強化繊維はカップリング剤処
理されたものが好ましく、２種類以上の異なるカップリ
ング剤処理されるとさらに好ましい。ここで、２種類以
上の異なる樹脂材料の注入を、同一または異なる部位の
いずれの部位から行ってもよい。同一部位から行う場合
は、時間差をつけて同一型面および異なる型面のいずれ
でもよい。異なる部位から行う場合は、注入を成形品の
厚み方向および厚み方向と交差する方向の２つの方向か
ら行うようになっていてもよく、時間差をつけてもよい
し、同時に注入してもよい。この時バインダー除去を高
温加熱処理、溶剤処理のいずれの方法で行ってもよく、
バインダー除去を高温加熱処理で行う場合は、カップリ
ング剤を蒸気化して処理する方法、上型と下型のそれぞ
れの型キャビティと接する面に電極を設置して、強化繊
維とともに型内に配置された金属材料を誘導加熱する方
法、強化繊維とともに型内に配置されたヒーター線を通
電加熱する方法等のいずれであってもよい、さらに、バ
インダー除去を型キャビティの内側、外側のいずれで行
ってもよく、両方で行ってもよい。In the method for producing a fiber-reinforced plastic of the present invention, as described above, the reinforcing fibers are preferably treated with a coupling agent, and more preferably two or more different coupling agents. Here, the injection of two or more different resin materials may be performed from any of the same or different parts. When performing from the same site, it may be on the same mold surface or a different mold surface with a time difference. When the injection is performed from different parts, the injection may be performed from two directions, that is, the thickness direction of the molded product and the direction intersecting the thickness direction, and the injection may be performed at different times or at the same time. At this time, the binder removal may be carried out by any method of high temperature heat treatment and solvent treatment,
When removing the binder by high-temperature heat treatment, a method in which the coupling agent is vaporized and treated, an electrode is installed on the surface that contacts the mold cavities of the upper mold and the lower mold, and it is placed in the mold together with the reinforcing fiber. The method may be any of a method of induction heating a metal material, a method of electrically heating a heater wire arranged in a mold together with a reinforcing fiber, and a binder removal may be performed inside or outside the mold cavity. Or both.
【００３５】２種類以上の異なるカップリング剤処理さ
れた強化繊維を用いる方法としては、例えば、強化繊維
マットの上面と下面とにカップリング剤Ａおよびカップ
リング剤Ｂのように異なるカップリング剤で処理された
別々の強化繊維を配置する方法や、カップリング剤Ａお
よびカップリング剤Ｂのように異なるカップリング剤で
処理された繊維束を縦横に織った織物状の強化繊維を配
置する方法や、カップリング剤Ａの処理をした強化繊維
材Ａと異なるカップリング剤Ｂの処理をした強化繊維材
Ｂとを重ね合わせたものを配置する方法等が挙げられ
る。As a method of using reinforcing fibers treated with two or more different coupling agents, for example, different coupling agents such as coupling agent A and coupling agent B may be used on the upper surface and the lower surface of the reinforcing fiber mat. A method of arranging the treated separate reinforcing fibers, a method of arranging a woven fabric-like reinforcing fiber in which the fiber bundles treated with different coupling agents such as the coupling agent A and the coupling agent B are woven vertically and horizontally, A method of arranging a reinforced fiber material A treated with the coupling agent A and a reinforced fiber material B treated with a coupling agent B different from each other may be arranged.
【００３６】本発明の繊維強化プラスチックの製造方法
は、型キャビティの形状にかかわらず良好に成形するこ
とができる。さらに、ボイドの発生を防ぐためには、厚
さ方向にみてバインダー付着量に勾配がある強化繊維を
配置するのが好ましい。バインダー付着量の勾配は、少
ない付着量から多い付着量、多い付着量から少ない付着
量のいずれでもよい。また、バインダー付着量の勾配
は、必ずしも連続的なものでなくても良く、階段状に変
化するものであっても良い。The method for producing a fiber-reinforced plastic according to the present invention enables good molding regardless of the shape of the mold cavity. Further, in order to prevent the generation of voids, it is preferable to dispose reinforcing fibers having a gradient in the amount of binder attached as viewed in the thickness direction. The gradient of the amount of binder attached may be from a small amount of attachment to a large amount of attachment or from a large amount of attachment to a small amount of attachment. Further, the gradient of the amount of binder attached is not necessarily continuous and may change in a stepwise manner.
【００３７】厚さ方向にみてバインダー付着量に勾配が
ある強化繊維を配置する方法としては、樹脂注入口に近
い位置ほどバインダー量の少ない強化繊維を配置する方
法、樹脂注入口に近い位置から遠ざかるに従って繊維か
さ密度が小さくなるように強化繊維を配置する方法等が
ある。前記樹脂注入口に近い位置ほどバインダー量の少
ない強化繊維を配置する方法は、樹脂注入口の近辺のボ
イドの発生を防止できるために好ましい。前記バインダ
ー量の少ない強化繊維を配置する方法は特に制限はな
く、例えば、型キャビティに強化繊維を配置した後、型
開状態で型キャビティに対して、樹脂注入口側の面から
赤外線ヒーター加熱を行って、樹脂注入口側のバインダ
ーを除去する方法や、型キャビティに強化繊維を配置し
た後、（ガラス）繊維をバインダーでヒーター線と束ね
合わせた強化繊維で通電加熱しバインダーを除去する方
法等が挙げられる。As a method of arranging the reinforcing fibers having a gradient in the amount of binder attached in the thickness direction, a method of arranging the reinforcing fibers having a smaller amount of the binder at a position closer to the resin injection port, or moving away from the position closer to the resin injection port. Accordingly, there is a method of arranging the reinforcing fibers so that the fiber bulk density becomes smaller. The method of arranging the reinforcing fibers having a smaller amount of binder at a position closer to the resin injection port is preferable because it is possible to prevent generation of voids near the resin injection port. The method of arranging the reinforcing fiber with a small amount of the binder is not particularly limited, and for example, after the reinforcing fiber is arranged in the mold cavity, the mold cavity in the mold open state is heated with an infrared heater from the surface on the resin injection port side. Method to remove the binder on the resin injection port side, or to place the reinforcing fiber in the mold cavity and then remove the binder by electrically heating with the reinforcing fiber bundled with the heater wire with the (glass) fiber Is mentioned.
【００３８】前記樹脂注入口に近い位置から遠ざかるに
従って繊維かさ密度が小さくなるように強化繊維を配置
する方法は、樹脂流動過程での空気の巻き込みを防ぎ、
ボイドの発生を抑制できるために好ましい。前記繊維か
さ密度が小さくなるように強化繊維を配置する方法は特
に制限はなく、例えば、目付量の異なる強化繊維を用意
し、樹脂注入口に遠いほど目付量の小さい強化繊維を配
置し、前記樹脂注入口側の面に近いほど目付量の大きい
強化繊維を配置する方法等が挙げられる。The method of arranging the reinforcing fibers so that the bulk density of the fibers becomes smaller as the distance from the position closer to the resin injection port increases, is to prevent entrainment of air during the resin flow process,
It is preferable because the generation of voids can be suppressed. The method for arranging the reinforcing fibers so that the fiber bulk density becomes small is not particularly limited, for example, preparing reinforcing fibers having different basis weights, and arranging the reinforcing fibers having a smaller basis weight as the resin injection port is farther, Examples include a method of arranging reinforcing fibers having a larger basis weight as the surface is closer to the resin injection port.
【００３９】樹脂注入口に近い位置ほどバインダー量の
少ない強化繊維を配置したり、樹脂注入口に近い位置か
ら遠ざかるに従って繊維かさ密度が小さくなるように強
化繊維を配置したりして、厚さ方向にみてバインダー付
着量に勾配がある強化繊維を配置すると、厚肉な成形品
または肉厚急変部を有する成形品においては、ボイドの
発生を防ぐ効果は特に大きい。In the thickness direction, reinforcing fibers having a smaller amount of binder are arranged closer to the resin injection port, or reinforcing fibers are arranged so that the fiber bulk density becomes smaller as the distance from the position closer to the resin injection port increases. When reinforced fibers having a gradient in the amount of binder attached are arranged, the effect of preventing the occurrence of voids is particularly great in a thick molded product or a molded product having a sudden change in wall thickness.
【００４０】本発明の繊維強化プラスチックの製造方法
において、上記のように、厚さ方向にみてバインダー付
着量に勾配がある強化繊維を配置するのが好ましく、厚
さ方向にみてバインダー付着量に勾配がある強化繊維を
配置するために、樹脂注入口に近い位置ほどバインダー
量の少ない強化繊維を配置する方法、樹脂注入口に近い
位置から遠ざかるに従って繊維かさ密度が小さくなるよ
うに強化繊維を配置する方法がさらに好ましい。In the method for producing a fiber-reinforced plastic of the present invention, it is preferable to dispose reinforcing fibers having a gradient in the amount of binder adhering in the thickness direction as described above, and a gradient in the amount of binder adhering in the thickness direction. There is a method of arranging reinforced fibers with a smaller amount of binder at a position closer to the resin injection port, and arranging reinforced fibers so that the fiber bulk density decreases as the distance from the position closer to the resin injection port increases. The method is more preferred.
【００４１】ここで、強化繊維はカップリング剤処理さ
れたものあってもよく、２種類以上の異なるカップリン
グ剤処理されたものでもよい。２種類以上の異なる樹脂
材料の注入を、同一または異なる部位のいずれの部位か
ら行ってもよい。同一部位から行う場合は、時間差をつ
けて同一型面および異なる型面のいずれでもよい。異な
る部位から行う場合は、注入を成形品の厚み方向および
厚み方向と交差する方向の２つの方向から行うようにな
っていてもよく、時間差をつけてもよいし、同時に注入
してもよい。この時バインダー除去を高温加熱処理、溶
剤処理のいずれの方法で行ってもよく、バインダー除去
を高温加熱処理で行う場合は、カップリング剤を蒸気化
して処理する方法、上型と下型のそれぞれの型キャビテ
ィと接する面に電極を設置して、強化繊維とともに型内
に配置された金属材料を誘導加熱する方法、強化繊維と
ともに型内に配置されたヒーター線を通電加熱する方法
等のいずれであってもよい、さらに、バインダー除去を
型キャビティの内側、外側のいずれで行ってもよく、両
方で行ってもよい。Here, the reinforcing fiber may be treated with a coupling agent, or may be treated with two or more different coupling agents. The injection of two or more different resin materials may be performed from the same or different sites. When performing from the same site, it may be on the same mold surface or a different mold surface with a time difference. When the injection is performed from different parts, the injection may be performed from two directions, that is, the thickness direction of the molded product and the direction intersecting the thickness direction, and the injection may be performed at different times or at the same time. At this time, the binder removal may be performed by either high temperature heat treatment or solvent treatment.When the binder removal is performed by high temperature heat treatment, the coupling agent is vaporized to be treated, and each of the upper mold and the lower mold is treated. By installing an electrode on the surface in contact with the mold cavity, by induction heating the metal material placed in the mold together with the reinforcing fibers, or by electrically heating the heater wire placed in the mold together with the reinforcing fibers. Alternatively, the binder removal may be performed inside or outside the mold cavity, or both.
【００４２】[0042]
【作用】本発明の繊維強化プラスチックの製造方法およ
び新規な強化繊維は、強化繊維を構成する成分であるバ
インダーを除去することにより、強化繊維を構成する個
々の繊維がばらけた状態となり分散性が向上したり、強
化繊維を構成する個々の繊維と樹脂材料との含浸性が向
上し両者間の直接的な密着性の向上を可能にしたり、強
化繊維内部のボイドが消滅して、機械的特性のうち特に
強度の向上がみられる。また、２種類以上の異なる樹脂
材料を用いて繊維強化プラスチックの成形を行う場合
に、それぞれに適した２種類以上の異なるカップリング
剤処理された強化繊維を用いることにより繊維／樹脂材
料の界面の接着性が向上し強度の向上がみられる。The method for producing a fiber-reinforced plastic of the present invention and the novel reinforcing fiber have a dispersibility in which the individual fibers constituting the reinforcing fiber are separated by removing the binder which is a component constituting the reinforcing fiber. The mechanical properties of the reinforcing fibers are improved by improving the impregnating property between the individual fibers that make up the reinforcing fibers and the resin material, and improving the direct adhesion between them, and by eliminating the voids inside the reinforcing fibers. Among them, the strength is particularly improved. Further, in the case of molding a fiber reinforced plastic using two or more different resin materials, it is possible to improve the interface of the fiber / resin material by using two or more different types of reinforcing fibers treated with different coupling agents suitable for each. Adhesion is improved and strength is improved.
【００４３】さらに、樹脂材料が２種類以上の異なる樹
脂材料であり、これらを成形品の厚み方向および厚み方
向と交差する方向の２つの方向から注入すると、異なる
２方向の樹脂流動によってボイトを効果的に押し流し
て、ボイトを減少させることができる。また、厚さ方向
にみて樹脂注入口に近い位置ほどバインダー量の少ない
強化繊維を配置すると、樹脂材料が繊維束内へ十分に含
浸するため、樹脂注入口の近辺のボイドの発生を抑制で
きる。厚さ方向にみて樹脂注入口に近い位置から遠ざか
るに従って繊維かさ密度が小さくなるように強化繊維を
配置すると、樹脂流動過程での空気の巻き込みを防止で
きる。Furthermore, when the resin materials are two or more different resin materials, and these are injected from two directions, that is, the thickness direction of the molded product and the direction intersecting the thickness direction, the voids are effective due to the resin flow in two different directions. Can be flushed away to reduce voight. Further, when reinforcing fibers having a smaller amount of binder are arranged closer to the resin injection port in the thickness direction, the resin material is sufficiently impregnated into the fiber bundle, so that the generation of voids near the resin injection port can be suppressed. By arranging the reinforcing fibers so that the fiber bulk density decreases as the distance from the position closer to the resin injection port in the thickness direction increases, it is possible to prevent air entrainment during the resin flow process.
【００４４】本発明の金属材料を含む強化繊維は、一体
化した形状物であるため容易に取り扱うことができる。Since the reinforcing fiber containing the metallic material of the present invention has an integrated shape, it can be easily handled.
【００４５】[0045]
【実施例】以下、本発明の繊維強化プラスチックの製造
方法および繊維素材の実施例を図を参照しながら詳しく
説明するが、本発明は、下記実施例に限るものではな
い。種々の条件での実施例を示すが、特に記載がない場
合は、以下の強化繊維および樹脂材料が使用される。こ
の場合連続ガラス繊維マット６を構成する個々の繊維束
は、図３にみるように、多数の繊維１を樹脂からなるバ
インダー２で束ねてなるものである。図中、３はボイド
である。EXAMPLES Examples of the method for producing a fiber reinforced plastic and the fiber material of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following examples. Examples under various conditions are shown, but the following reinforcing fibers and resin materials are used unless otherwise specified. In this case, the individual fiber bundles constituting the continuous glass fiber mat 6 are formed by bundling a large number of fibers 1 with a binder 2 made of a resin, as shown in FIG. In the figure, 3 is a void.
【００４６】強化繊維： 連続ガラス繊維マット（繊維
径：１７μｍ、ポリエステルバインダーを使用） Ａ樹脂： 主 剤 （不飽和ポリエステル樹脂） 硬化剤 （メチルエチルケトンパーオキシドを樹脂に対
して０．７ｗｔ％使用） ─実施例１─ この実施例は図１に示すような操作手順で行われ、強化
繊維としての２枚の連続ガラス繊維マット６（サイズ：
８０ｃｍ×１００ｃｍ）で金属箔４ａ（素材：銅、サイ
ズ：８０ｃｍ×１００ｃｍ）をはさみ、型キャビティに
配置した後、図２に示すように、上型１１と下型１２の
それぞれの型キャビティ１３と接する面に取り付けた電
極１４に電流（電圧：１００Ｖ、電流：１〜２Ａ）を流
し、誘導加熱してバインダーを除去した。その後、樹脂
材料を注入した（注入条件：０．２ＭＰａの圧力）。加
熱硬化（加熱硬化条件：８０℃─４０分間）した後、型
開して繊維強化プラスチックを得た。Reinforcing fiber: Continuous glass fiber mat (fiber diameter: 17 μm, using polyester binder) A resin: Main agent (unsaturated polyester resin) Curing agent (using 0.7 wt% of methyl ethyl ketone peroxide to the resin) Example 1-This example was carried out by the operating procedure as shown in FIG. 1, and two continuous glass fiber mats 6 (size:
After sandwiching the metal foil 4a (material: copper, size: 80 cm × 100 cm) with 80 cm × 100 cm) and placing it in the mold cavity, as shown in FIG. 2, the mold cavity 13 of each of the upper mold 11 and the lower mold 12 was formed. A current (voltage: 100 V, current: 1 to 2 A) was applied to the electrode 14 attached to the contact surface, and induction heating was performed to remove the binder. Then, the resin material was injected (injection condition: pressure of 0.2 MPa). After heat curing (heat curing condition: 80 ° C. for 40 minutes), the mold was opened to obtain a fiber reinforced plastic.
【００４７】─実施例２─ 実施例１で、金属箔の代わりに、連続ガラス繊維マット
上に金属繊維（素材：ニッケル−クロム合金、直径：２
００μｍ）を均一になるようにのせた他は、実施例１と
同じ操作を行い繊維強化プラスチックを得た。 ─実施例３─ 実施例１で、金属箔の代わりに、連続ガラスマット上に
金属粉（素材：ニッケル−クロム合金、平均粒径：８０
０μｍ）を均一になるようにのせた他は、実施例１と同
じ操作を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 2 In Example 1, instead of the metal foil, metal fibers (material: nickel-chromium alloy, diameter: 2) were formed on a continuous glass fiber mat.
The same operation as in Example 1 was carried out except that (00 μm) was uniformly applied to obtain a fiber-reinforced plastic. —Example 3— In Example 1, instead of the metal foil, metal powder (material: nickel-chromium alloy, average particle size: 80) was placed on a continuous glass mat.
(0 μm) was uniformly applied, and the same operation as in Example 1 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００４８】─実施例４─ 実施例１で、２枚の連続ガラス繊維マットおよび金属箔
の代わりに、図４にみるような、金属繊維４ｂ（素材：
ニッケル−クロム合金、直径：２００μｍ）と繊維１
（素材：ガラス繊維、直径：１３μｍ）をバインダー２
ａで束ねた繊維束からなる金属材料を含む連続ガラス繊
維マットを型キャビティに配置し、以下実施例１と同じ
操作を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 4 In Example 1, instead of the two continuous glass fiber mats and the metal foil, metal fibers 4b (material:
Nickel-chromium alloy, diameter: 200 μm) and fiber 1
(Material: glass fiber, diameter: 13 μm) binder 2
A continuous glass fiber mat containing a metal material consisting of the fiber bundles bundled in a was placed in the mold cavity, and the same operation as in Example 1 was performed below to obtain a fiber reinforced plastic.
【００４９】─実施例５─ 実施例１で、２枚の連続ガラス繊維マットおよび金属箔
の代わりに、図５にみるような、繊維１（素材：ガラス
繊維、直径：１３μｍ）をバインダー２ａで固めた繊維
束をさらにバインダー２ｂで金属繊維４ｂ（素材：ニッ
ケル−クロム合金、直径：２００μｍ）と束ね合わせた
金属材料を含む繊維束からなる金属材料を含む連続ガラ
ス繊維マットを型キャビティに配置し、以下実施例１と
同じ操作を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 5 In Example 1, instead of the two continuous glass fiber mats and the metal foil, the fiber 1 (material: glass fiber, diameter: 13 μm) as shown in FIG. 5 was used with the binder 2a. A continuous glass fiber mat containing a metal material, which is a fiber bundle containing the metal material bundled with the metal fiber 4b (material: nickel-chromium alloy, diameter: 200 μm) bound with the binder 2b, is placed in the mold cavity. Then, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５０】─実施例６─ 図６に示すように、実施例１で使用した連続ガラス繊維
マット６上にヒーター線５（直径：１ｍｍ）をのせて型
キャビティ１３に配置し、実施例１の誘導加熱の代わり
に、図７に示すようにしてヒーター線５を通電加熱し、
以下実施例１と同じ操作を行い繊維強化プラスチックを
得た。Example 6 As shown in FIG. 6, the heater wire 5 (diameter: 1 mm) was placed on the continuous glass fiber mat 6 used in Example 1 and placed in the mold cavity 13, and Instead of induction heating, the heater wire 5 is electrically heated as shown in FIG.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５１】─実施例７─ 図８に示すようなヒーター線５（直径：１ｍｍ）とガラ
ス繊維１をバインダー２により束ねた繊維束よりなる連
続ガラス繊維マットを型キャビティに配置し、誘導加熱
の代わりに、ヒーター線５を通電加熱し、以下実施例１
と同じ操作を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 7 A continuous glass fiber mat consisting of a heater wire 5 (diameter: 1 mm) and a glass fiber 1 bundled with a binder 2 as shown in FIG. 8 was placed in a mold cavity and subjected to induction heating. Instead, the heater wire 5 is electrically heated, and
The same operation was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５２】─実施例８─ 実施例１で、２枚の連続ガラス繊維マットおよび金属箔
の代わりに、強化繊維のみを型キャビティに配置し、型
開した状態で誘導加熱の代わりに、下型を加熱し、バイ
ンダーを蒸気化して除去した。以下実施例１と同じ操作
を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 8 In Example 1, only the reinforcing fibers were placed in the mold cavity instead of the two continuous glass fiber mats and the metal foil, and the lower mold was used in place of induction heating in the mold open state. Was heated to vaporize and remove the binder. Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５３】─実施例９─ 実施例１で、２枚の連続ガラス繊維マットおよび金属箔
の代わりに、強化繊維のみを型キャビティに配置し、型
開した状態で誘導加熱の代わりに、溶剤（種類：スチレ
ンモノマー、使用量：６００ｃｃ）を加えてバインダー
を抽出除去した。以下実施例１と同じ操作を行い、繊維
強化プラスチックを得た。Example 9 In Example 1, only the reinforcing fibers were placed in the mold cavity instead of the two continuous glass fiber mats and the metal foil, and the solvent ( Type: styrene monomer, amount used: 600 cc) was added to remove the binder by extraction. Then, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５４】─実施例１０─ 実施例８で、図９に示すように、上型の中央部に唯一の
注入口がある上型１１を使用し、Ａ樹脂１６ａ（種類：
不飽和ポリエステル樹脂、使用量：０．８リットル）、
Ｂ樹脂１６ｂ（種類：発泡ウレタン樹脂、使用量：１．
２リットル）およびＣ樹脂１６ｃ（種類：不飽和ポリエ
ステル樹脂、使用量：１０リットル）を、まずＡ樹脂
１６ａを注入し半硬化（加熱硬化条件：７０℃─１５分
間）させた後、続いてＢ樹脂１６ｂを注入し半硬化
（加熱硬化条件：８０℃─５分間）させ、さらにＣ樹
脂１６ｃを注入し完全硬化（加熱硬化条件：８０℃─２
０分間）させた。以下実施例８と同じ操作を行い繊維強
化プラスチックを得た。Example 10 In Example 8, as shown in FIG. 9, an upper mold 11 having a sole injection port at the center of the upper mold was used, and an A resin 16a (type:
Unsaturated polyester resin, usage: 0.8 liters),
B resin 16b (type: urethane foam resin, amount used: 1.
2 liters) and C resin 16c (type: unsaturated polyester resin, amount used: 10 liters) are first injected with A resin 16a to be semi-cured (heat curing condition: 70 ° C. for 15 minutes), and then B Resin 16b is injected and semi-cured (heat curing condition: 80 ° C-5 minutes), and C resin 16c is further injected and completely cured (heat curing condition: 80 ° C-2).
For 0 minutes). Then, the same operation as in Example 8 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５５】─実施例１１─ 実施例８で、図１０に示すように、上型１１と下型１２
の中央部にそれぞれ１つの注入口がある金型を使用し、
Ａ樹脂１６ａ（種類：不飽和ポリエステル樹脂、使用
量：０．８リットル）およびＢ樹脂１６ｂ（種類：不飽
和ポリエステル樹脂、使用量：１０リットル）を、図１
０に示すように、まず下型１２からＡ樹脂１６ａを注
入し半硬化（加熱硬化条件：７０℃─１５分間）させた
後、続いて上型１１からＢ樹脂１６ｂを注入し完全硬
化（加熱硬化条件：８０℃─２０分間）させた。以下実
施例８と同じ操作を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 11 In Example 8, as shown in FIG. 10, an upper mold 11 and a lower mold 12 were used.
Using a mold with one injection port in the center of each,
The A resin 16a (type: unsaturated polyester resin, amount used: 0.8 liter) and the B resin 16b (type: unsaturated polyester resin, amount used: 10 liter) are shown in FIG.
As shown in FIG. 0, first, the A resin 16a is injected from the lower mold 12 to be semi-cured (heat curing condition: 70 ° C. for 15 minutes), and then the B resin 16b is injected from the upper mold 11 to be completely cured (heated). Curing conditions: 80 ° C.-20 minutes). Then, the same operation as in Example 8 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５６】─実施例１２─ 実施例８で、図１１に示すように、上型１１と下型１２
の異なる部位にそれぞれ１つの注入口がある金型を使用
し、図１１に示すように、Ａ樹脂１６ａ（種類：不飽和
ポリエステル樹脂、使用量：０．８リットル）およびＢ
樹脂１６ｂ（種類：不飽和ポリエステル樹脂、使用量：
１５リットル）を、まず上型１１からＡ樹脂１６ａを
注入し半硬化（加熱硬化条件：７０℃─１５分間）させ
た後、続いて下型１２からＢ樹脂１６ｂを注入し完全
硬化（加熱硬化条件：８０℃─２０分間）させた。以下
実施例８と同じ操作を行い繊維強化プラスチックを得
た。Example 12 In Example 8, as shown in FIG. 11, an upper mold 11 and a lower mold 12 were used.
Using molds having one injection port at each different part of A, resin A 16a (type: unsaturated polyester resin, amount used: 0.8 liter) and B as shown in FIG.
Resin 16b (Type: unsaturated polyester resin, amount used:
15 liters) is first injected with the A resin 16a from the upper mold 11 to be semi-cured (heat curing condition: 70 ° C. for 15 minutes), and then the B resin 16b is injected from the lower mold 12 to be completely cured (heat cured). Conditions: 80 ° C. for 20 minutes). Then, the same operation as in Example 8 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５７】─実施例１３─ 実施例８で、図１２に示すように、上型１１と下型１２
の異なる部位にそれぞれ１つの注入口がある金型を使用
し、図１２に示すように、Ａ樹脂１６ａ（種類：不飽和
ポリエステル樹脂、使用量：０．８リットル）およびＢ
樹脂１６ｂ（種類：不飽和ポリエステル樹脂、使用量：
１０リットル）を、同時に注入し硬化させる。以下実施
例８と同じ操作を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 13 In Example 8, as shown in FIG. 12, an upper die 11 and a lower die 12 were used.
Using a mold having one injection port at each of different parts of A, resin A 16a (type: unsaturated polyester resin, amount used: 0.8 liter) and B as shown in FIG.
Resin 16b (Type: unsaturated polyester resin, amount used:
10 liters) are simultaneously injected and cured. Then, the same operation as in Example 8 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５８】─実施例１４─ 図１３に示すように、実施例１１〜１３で用いた強化繊
維マットの上面と下面とをそれぞれ異なるカップリング
剤Ａおよびカップリング剤Ｂで処理し、このマットを型
キャビティに配置して、以下実施例１１〜１３と同じ操
作を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 14 As shown in FIG. 13, the upper surface and the lower surface of the reinforcing fiber mats used in Examples 11 to 13 were treated with different coupling agents A and B, respectively, and the mats were treated. After placing in a mold cavity, the same operation as in Examples 11 to 13 below was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００５９】─実施例１５─ 図１４に示すように、異なるカップリング剤Ａおよびカ
ップリング剤Ｂでそれぞれ処理された２種の繊維束で縦
横に織った織物状の強化繊維を型キャビティに配置し、
以下実施例１１と同じ操作を行い繊維強化プラスチック
を得た。 ─実施例１６─ 図１５に示すように、カップリング剤Ａによる処理をし
た強化繊維Ａと異なるカップリング剤Ｂによる処理をし
た強化繊維Ｂとを重ね合わせたものを型キャビティに配
置し、以下実施例１１〜１３と同じ操作を行い繊維強化
プラスチックを得た。Example 15 As shown in FIG. 14, woven reinforcing fibers in the form of weave woven longitudinally and transversely with two kinds of fiber bundles respectively treated with different coupling agents A and B are placed in a mold cavity. Then
Thereafter, the same operation as in Example 11 was performed to obtain a fiber reinforced plastic. —Example 16— As shown in FIG. 15, a reinforcing fiber A treated with the coupling agent A and a reinforcing fiber B treated with a different coupling agent B were superposed and placed in a mold cavity. The same operation as in Examples 11 to 13 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００６０】─実施例１７─ シート状の強化繊維（サイズ：８０ｃｍ×１００ｃｍ）
を型キャビティに配置し、型閉して前記シート状の強化
繊維を型キャビティ形状と対応するように変形加工（変
形加工条件：６０℃−１分間）した後、以下実施例１１
と同じ操作を行い繊維強化プラスチックを得た。Example 17 Sheet-shaped reinforcing fiber (size: 80 cm × 100 cm)
Was placed in a mold cavity, the mold was closed, and the sheet-like reinforcing fiber was deformed (deformation processing condition: 60 ° C.-1 minute) so as to correspond to the shape of the mold cavity.
The same operation was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００６１】─実施例１８─ あらかじめ型キャビティの形状に対応するように変形加
工された強化繊維を型キャビティに配置し、以下実施例
１１と同じ操作を行い繊維強化プラスチックを得た。 ─実施例１９─ 強化繊維を構成する成分であるバインダーを、型外で原
型を崩さない程度に除去（除去条件：３１０℃−１０分
間加熱）してからこの強化繊維を型キャビティに配置
し、以下実施例１１と同じ操作を行い繊維強化プラスチ
ックを得た。Example 18 A reinforced fiber which had been deformed so as to correspond to the shape of the mold cavity was placed in the mold cavity, and the same operation as in Example 11 was performed to obtain a fiber reinforced plastic. Example 19 The binder, which is a component of the reinforcing fiber, is removed outside the mold to the extent that the original shape is not destroyed (removal condition: heating at 310 ° C. for 10 minutes), and the reinforcing fiber is placed in the mold cavity. Thereafter, the same operation as in Example 11 was performed to obtain a fiber reinforced plastic.
【００６２】─実施例２０─ 図１６に示すように、上型にピンポイントゲート、下型
にファンゲートを備える薄肉部および厚肉部の厚みがそ
れぞれ３ｍｍおよび１２ｍｍである型キャビティを有す
る金型を用意した。この型キャビティに実施例１９で使
用した型外で原型を崩さない程度に除去（除去条件：３
１０℃−１０分間加熱）した強化繊維を配置し型閉した
後、実施例１１の加熱硬化条件で、上型のピンポイント
ゲートからＡ樹脂を型キャビティ容積の１／2 量を注入
した。Ａ樹脂を完全に注入した後、下型のファンゲート
から実施例１０で使用したＢ樹脂を型キャビティ容積の
１／2 量注入し完全硬化させた。型開後、繊維強化プラ
スチックを得た。Example 20 As shown in FIG. 16, a mold having a pin point gate in the upper mold and a fan gate in the lower mold, and a mold cavity having a thin portion and a thick portion having thicknesses of 3 mm and 12 mm, respectively. Prepared. This mold cavity was removed to the extent that the original mold was not destroyed outside the mold used in Example 19 (removal condition: 3
After arranging the reinforcing fibers heated at 10 ° C. for 10 minutes) and closing the mold, the resin A was injected from the pinpoint gate of the upper mold in an amount of ½ of the mold cavity volume under the heat curing conditions of Example 11. After the resin A was completely injected, the resin B used in Example 10 was injected from the lower mold fan gate in an amount of ½ of the mold cavity volume and completely cured. After opening the mold, a fiber reinforced plastic was obtained.
【００６３】実施例２０の樹脂流動過程は、図１７に示
すようになっている。樹脂流動によるボイドの掃き出し
性が向上するため、ボイドの残存率は低く、繊維強化プ
ラスチックの肉厚部コーナーの充填性が向上した。得ら
れた繊維強化プラスチックの上面図および断面図を図１
８に示す。 ─実施例２１─ 図１９に示すように、実施例２０の型キャビティに、型
キャビティに対してゲート側の面にあらかじめ電気炉内
でバインダー除去した強化繊維を配置した。型閉した
後、実施例１の加熱硬化条件で、下型のファンゲートか
らＡ樹脂を注入し完全硬化させた。型開後、繊維強化プ
ラスチックを得た。The resin flow process of Example 20 is as shown in FIG. Since the void sweep-out property due to the resin flow was improved, the void remaining rate was low, and the fillability of the thick-walled corners of the fiber-reinforced plastic was improved. The top view and sectional view of the obtained fiber reinforced plastic are shown in FIG.
8 shows. —Example 21— As shown in FIG. 19, in the mold cavity of Example 20, the reinforcing fibers from which the binder had been removed in advance in an electric furnace were placed on the surface on the gate side of the mold cavity. After closing the mold, under the heat curing conditions of Example 1, resin A was injected from the lower mold fan gate and completely cured. After opening the mold, a fiber reinforced plastic was obtained.
【００６４】─実施例２２─ 図２０に示すように、実施例２０の型キャビティに、型
キャビティに対してゲート側の面にあらかじめ電気炉内
でバインダー除去した強化繊維を配置した。型閉した
後、実施例１の加熱硬化条件で、上型のピンポイントゲ
ートからＡ樹脂を注入し完全硬化させた。型開後、繊維
強化プラスチックを得た。Example 22 As shown in FIG. 20, in the mold cavity of Example 20, the reinforcing fibers from which the binder had been removed in advance in an electric furnace were placed on the surface on the gate side with respect to the mold cavity. After the mold was closed, under the heat-curing conditions of Example 1, resin A was injected from the pinpoint gate of the upper mold and completely cured. After opening the mold, a fiber reinforced plastic was obtained.
【００６５】─実施例２３─ 実施例２２で型キャビティに、型キャビティに対してゲ
ート側の面にあらかじめ電気炉内でバインダー除去した
強化繊維を配置する代わりに、図２１に示すように、型
キャビティに強化繊維を配置した後、型キャビティに対
してゲート側の面から赤外線ヒーターで加熱して、ゲー
ト側の面をバインダーを除去した以外は、実施例２２と
同様にして繊維強化プラスチックを得た。Example 23 In Example 22, instead of arranging the reinforcing fibers from which the binder had been removed beforehand in the electric furnace on the surface of the mold cavity on the gate side with respect to the mold cavity, as shown in FIG. A fiber-reinforced plastic was obtained in the same manner as in Example 22 except that the reinforcing fiber was placed in the cavity, and the mold cavity was heated from the surface on the gate side with an infrared heater to remove the binder on the surface on the gate side. It was
【００６６】─実施例２４─ 実施例２２で型キャビティに、型キャビティに対してゲ
ート側の面にあらかじめ電気炉内でバインダー除去した
強化繊維を配置する代わりに、図２２に示すように、型
キャビティに対してゲート側の面に実施例７に示すヒー
ター線、ガラス繊維およびバインダーから構成される連
続ガラスマットを配置し、型閉してからヒーター線を通
電加熱して型内でバインダーを除去した以外は、実施例
２２と同様にして繊維強化プラスチックを得た。Example 24 In Example 22, instead of arranging the reinforcing fiber from which the binder was removed beforehand in the electric furnace on the surface of the mold cavity on the gate side with respect to the mold cavity, as shown in FIG. The continuous glass mat composed of the heater wire, the glass fiber and the binder shown in Example 7 is arranged on the surface of the gate side with respect to the cavity, the mold is closed, and the heater wire is electrically heated to remove the binder in the mold. A fiber reinforced plastic was obtained in the same manner as in Example 22 except for the above.
【００６７】─実施例２５─ 図２３に示すように、実施例２０の型キャビティを厚み
方向に均等に４つの区画に分け、型キャビティに対して
ゲート側の面から最も遠い区画を第４層とし、これから
ゲート側の面に近づくに従って順に第３層、第２層、第
１層とした。型キャビティに対してゲート側の面から遠
ざかるほど目付量の小さい強化繊維を配置した。すなわ
ち、それぞれの層の繊維目付量は、第１層が４５０kg/m
2 、第２層が３５０kg/m2 、第３層が３００kg/m2 、第
４層が２５０kg/m2 である。その後、型開した状態で下
型を加熱してバインダーを除去した以外は、実施例２１
と同様にして繊維強化プラスチックを得た。Example 25 As shown in FIG. 23, the mold cavity of Example 20 is evenly divided into four sections in the thickness direction, and the section farthest from the gate side surface with respect to the mold cavity is the fourth layer. Then, a third layer, a second layer, and a first layer were formed in this order as they approached the surface on the gate side. Reinforcing fibers having a smaller basis weight were arranged farther from the gate side surface with respect to the mold cavity. That is, the fiber basis weight of each layer is 450 kg / m for the first layer.
2 , the second layer is 350 kg / m 2 , the third layer is 300 kg / m 2 , and the fourth layer is 250 kg / m 2 . Then, Example 21 was repeated except that the lower mold was heated to remove the binder while the mold was opened.
A fiber reinforced plastic was obtained in the same manner as in.
【００６８】─実施例２６─ 図２４に示すように、実施例２０の型キャビティを厚み
方向に均等に４つの区画に分け、型キャビティに対して
ゲート側の面から最も遠い区画を第４層とし、これから
ゲート側の面に近づくに従って順に第３層、第２層、第
１層とした。型キャビティに対してゲート側の面から遠
ざかるほど目付量の小さい強化繊維を配置した。すなわ
ち、それぞれの層の繊維目付量は、第１層が４５０kg/m
2 、第２層が３５０kg/m2 、第３層が３００kg/m2 、第
４層が２５０kg/m2 である。その後、型開した状態で下
型を加熱してバインダーを除去した以外は、実施例２２
と同様にして繊維強化プラスチックを得た。Example 26 As shown in FIG. 24, the mold cavity of Example 20 is evenly divided into four sections in the thickness direction, and the section farthest from the gate side surface with respect to the mold cavity is the fourth layer. Then, a third layer, a second layer, and a first layer were formed in this order as they approached the surface on the gate side. Reinforcing fibers having a smaller basis weight were arranged farther from the gate side surface with respect to the mold cavity. That is, the fiber basis weight of each layer is 450 kg / m for the first layer.
2 , the second layer is 350 kg / m 2 , the third layer is 300 kg / m 2 , and the fourth layer is 250 kg / m 2 . Thereafter, Example 22 was repeated except that the lower mold was heated to remove the binder in the state where the mold was opened.
A fiber reinforced plastic was obtained in the same manner as in.
【００６９】─比較例１─ 実施例８で、強化繊維を加熱せず、バインダーを除去し
ないで、以下実施例８と同じ操作を行い繊維強化プラス
チックを得た。実施例１〜２６と比較例１の繊維強化プラスチックの物
性比較 ボイドの含有率は、実施例１〜２６では０〜０．５％で
あるが、比較例１では１〜５％である。Comparative Example 1 A fiber-reinforced plastic was obtained in the same manner as in Example 8 except that the reinforcing fiber was not heated and the binder was not removed. Fiber-reinforced plastics of Examples 1-26 and Comparative Example 1
The content ratio of the sex comparison void is 0 to 0.5% in Examples 1 to 26, but is 1 to 5% in Comparative Example 1.
【００７０】引張強度は実施例１〜２６では強度が高い
が、比較例１では強度が低い。曲げ強度は実施例１〜２
６では強度が高いが、比較例１では強度が低い。The tensile strength is high in Examples 1 to 26, but low in Comparative Example 1. Bending strength is Examples 1-2
6 has high strength, but Comparative Example 1 has low strength.
【００７１】[0071]
【発明の効果】本発明にかかる繊維強化プラスチックの
製造方法および新規な強化繊維素材は、上述のような構
成を有するため、強化繊維を構成する個々の繊維がばら
けた状態となり分散性が向上したり、強化繊維を構成す
る個々の繊維間への樹脂材料の含浸性が向上し両者間の
直接的な密着性の向上を可能にしたり、強化繊維内部の
ボイドは無くなったりして機械的特性のうち特に強度の
向上が図れる。また、２種類以上の異なる樹脂材料を用
いて繊維強化プラスチックの成形を行う場合に、それぞ
れに適した２種類以上の異なるカップリング剤処理され
た強化繊維を用いることにより繊維／樹脂材料の界面の
接着性の向上がみられ強度の向上が図れる。EFFECTS OF THE INVENTION Since the method for producing a fiber-reinforced plastic and the novel reinforcing fiber material according to the present invention have the above-mentioned constitution, the individual fibers constituting the reinforcing fiber are in a dispersed state and the dispersibility is improved. Or, the impregnating property of the resin material between the individual fibers constituting the reinforcing fiber is improved to enable the direct adhesion between them to be improved, and the voids inside the reinforcing fiber are eliminated to improve the mechanical properties. Especially, the strength can be improved. Further, in the case of molding a fiber reinforced plastic using two or more different resin materials, it is possible to improve the interface of the fiber / resin material by using two or more different types of reinforcing fibers treated with different coupling agents suitable for each. Adhesion is improved and strength is improved.
【００７２】本発明の繊維強化プラスチックの製造方法
で、成形品の厚み方向および厚み方向と交差する方向の
２つの方向から樹脂材料を注入すると、異なる２方向の
樹脂流動によってボイトを効果的に押し流して、ボイト
を減少させることができる。この効果は特に厚肉な成形
品または肉厚急変部を有する成形品で大きく、樹脂注入
口から遠く離れた厚肉部コーナーにおいても、ボイドが
なく、樹脂充填性が高くなり、機械的特性の低下はな
い。In the method for producing a fiber-reinforced plastic of the present invention, when the resin material is injected from two directions, that is, the thickness direction of the molded product and the direction intersecting the thickness direction, the voids are effectively swept away by the resin flow in two different directions. It can reduce voight. This effect is particularly great for thick-walled molded products or molded products with a sudden change in wall thickness, and even in the corners of thick-walled parts that are far from the resin injection port, there is no void and resin filling properties are high, and There is no decline.
【００７３】さらに、厚さ方向にみてバインダー付着量
に勾配がある強化繊維を配置する際に、樹脂注入口に近
い位置ほどバインダー量の少ない強化繊維を配置する
と、樹脂材料が繊維束内へ十分に含浸するため、樹脂注
入口の近辺のボイドの発生を抑制でき樹脂注入口に近い
ほど効果は大きい。また、厚さ方向にみてバインダー付
着量に勾配がある強化繊維を配置する際に、樹脂注入口
に近い位置から遠ざかるに従って繊維かさ密度が小さく
なるように強化繊維を配置すると、樹脂流動過程での空
気の巻き込みを防止できる。この効果は厚肉な成形品ま
たは肉厚急変部を有する成形品で大きく、特に樹脂注入
口から遠く離れた厚肉部コーナーにおいても、ボイドが
なく、樹脂充填性が高くなり、成形品の機械的特性の低
下を避けることができる。Furthermore, when arranging the reinforcing fibers having a gradient in the amount of binder adhered in the thickness direction, if the reinforcing fibers having a smaller amount of the binder are arranged closer to the resin injection port, the resin material will be sufficiently contained in the fiber bundle. Since it is impregnated in the resin, it is possible to suppress the generation of voids in the vicinity of the resin injection port, and the effect is greater as the resin injection port is closer. Further, when arranging the reinforcing fibers having a gradient in the amount of binder adhered when viewed in the thickness direction, if the reinforcing fibers are arranged so that the fiber bulk density becomes smaller as the distance from the position closer to the resin injection port is increased, in the resin flow process, It is possible to prevent the entrapment of air. This effect is great for thick-walled molded products or molded products with a sudden change in wall thickness, especially at thick-walled corners far away from the resin injection port, there is no void, and the resin filling property is high, so It is possible to avoid deterioration of the physical characteristics.
【００７４】本発明の金属材料を含む強化繊維はバイン
ダーの除去を上型と下型のそれぞれの型キャビティと接
する面に電極を設置して、強化繊維とともに型内に配置
された金属材料を誘導加熱する際に、一体化させた形状
物であるため簡便な取り扱いが可能である。In the reinforcing fiber containing the metal material of the present invention, the binder is removed and electrodes are placed on the surfaces in contact with the mold cavities of the upper mold and the lower mold to induce the metal material arranged in the mold together with the reinforcing fiber. When being heated, it can be handled easily because it has an integrated shape.
【図１】 実施例１の操作の概略図である。1 is a schematic view of the operation of Example 1. FIG.
【図２】 誘導加熱してバインダーを除去する場合の概
念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram in the case of removing the binder by induction heating.
【図３】 強化繊維を構成する繊維束の断面の模式図で
ある。FIG. 3 is a schematic view of a cross section of a fiber bundle that constitutes a reinforcing fiber.
【図４】 実施例４の金属材料を含む強化繊維の繊維束
の断面の模式図である。FIG. 4 is a schematic view of a cross section of a fiber bundle of reinforcing fibers containing a metal material of Example 4.
【図５】 実施例５の金属材料を含む強化繊維の繊維束
の断面の模式図である。5 is a schematic view of a cross section of a fiber bundle of reinforcing fibers containing a metal material of Example 5. FIG.
【図６】 実施例６で連続ガラス繊維マットにヒーター
線をのせたものの概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a continuous glass fiber mat with a heater wire placed thereon in Example 6.
【図７】 ヒーター線を通電加熱してバインダーを除去
する場合の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram when the heater wire is electrically heated to remove the binder.
【図８】 実施例７で用いた強化繊維を構成する繊維束
の断面の模式図である。FIG. 8 is a schematic view of a cross section of a fiber bundle constituting the reinforcing fiber used in Example 7.
【図９】 実施例１０の操作の概略図である。FIG. 9 is a schematic view of the operation of Example 10.
【図１０】 実施例１１の操作の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of the operation of Example 11.
【図１１】 実施例１２の操作の概略図である。FIG. 11 is a schematic view of the operation of Example 12.
【図１２】 実施例１３の操作の概略図である。FIG. 12 is a schematic view of the operation of Example 13.
【図１３】 実施例１４で用いた強化繊維マットの概略
図である。FIG. 13 is a schematic view of a reinforcing fiber mat used in Example 14.
【図１４】 実施例１５で用いた織物状の強化繊維の概
略図である。FIG. 14 is a schematic view of a woven fiber-shaped reinforcing fiber used in Example 15.
【図１５】 実施例１６で用いた重ね合わせ状強化繊維
を示す概略図である。FIG. 15 is a schematic view showing a reinforced reinforcing fiber used in Example 16.
【図１６】 実施例２０の操作の概略図である。FIG. 16 is a schematic view of the operation of Example 20.
【図１７】 実施例２０における樹脂流動過程を示す概
略図である。FIG. 17 is a schematic diagram showing a resin flow process in Example 20.
【図１８】 実施例２０で得られた繊維強化プラスチッ
クの上面図および断面図である。FIG. 18 is a top view and a cross-sectional view of the fiber-reinforced plastic obtained in Example 20.
【図１９】 実施例２１の操作の概略図である。FIG. 19 is a schematic view of the operation of Example 21.
【図２０】 実施例２２の操作の概略図である。FIG. 20 is a schematic view of the operation of Example 22.
【図２１】 実施例２３の操作の概略図である。FIG. 21 is a schematic view of the operation of Example 23.
【図２２】 実施例２４の操作の概略図である。22 is a schematic view of the operation of Example 24. FIG.
【図２３】 実施例２５の操作の概略図である。FIG. 23 is a schematic view of the operation of Example 25.
【図２４】 実施例２６の操作の概略図である。FIG. 24 is a schematic diagram of the operation of Example 26.
１ 繊維 ２ バインダー ２ａ ポリエステルバインダー ２ｂ エポキシバインダー ３ ボイド ４ａ 金属箔 ４ｂ 金属繊維 ４ｃ 金属粉 ５ ヒーター線 ６ 連続ガラス繊維マット １１ 上型 １２ 下型 １３ 型キャビティ １４ 電極 １５ 電源 １６ａ Ａ樹脂 １６ｂ Ｂ樹脂 １６ｃ Ｃ樹脂 1 Fiber 2 Binder 2a Polyester Binder 2b Epoxy Binder 3 Void 4a Metal Foil 4b Metal Fiber 4c Metal Powder 5 Heater Wire 6 Continuous Glass Fiber Mat 11 Upper Die 12 Lower Die 13 Type Cavity 14 Electrode 15 Power Supply 16a A Resin 16b B Resin 16c C resin
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｃ 45/17 // Ｂ２９Ｋ 105:08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B29C 45/17 // B29K 105: 08
Claims (23)
ィに強化繊維を配置し、そののち、樹脂材料を注入し硬
化させる繊維強化プラスチックの製造方法において、前
記強化繊維を構成する成分であるバインダーを除去して
おいて、前記樹脂材料の注入を行うことを特徴とする繊
維強化プラスチックの製造方法。1. A method for producing a fiber-reinforced plastic in which a reinforcing fiber is placed in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and then a resin material is injected and cured to form a component constituting the reinforcing fiber. The method for producing a fiber reinforced plastic, wherein the resin material is injected after removing the binder.
の間に形成された型キャビティに配置し、型閉して型キ
ャビティ形状と対応して変形加工した後、前記強化繊維
を構成する成分であるバインダーを型キャビティ内で除
去するようになっている請求項１記載の繊維強化プラス
チックの製造方法。2. The reinforcing fiber is in the form of a sheet, is placed in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and the mold is closed and deformed corresponding to the shape of the mold cavity. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 1, wherein the binder, which is a constituent component, is removed in the mold cavity.
型キャビティの形状に対応して変形加工された強化繊維
であり前記強化繊維を構成する成分であるバインダーを
型キャビティ内で除去するようになっている請求項１記
載の繊維強化プラスチックの製造方法。3. The reinforcing fiber is a reinforcing fiber that is deformed in accordance with the shape of a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and a binder that is a component of the reinforcing fiber is provided in the mold cavity. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 1, which is adapted to be removed.
ィに強化繊維を配置し、そののち、樹脂材料を注入し硬
化させる繊維強化プラスチックの製造方法において、前
記強化繊維を構成する成分であるバインダーを、型外で
強化繊維の原型を崩さない程度に除去するようになって
いる繊維強化プラスチックの製造方法。4. A method for producing a fiber-reinforced plastic, in which reinforcing fibers are placed in a mold cavity formed between an upper mold and a lower mold, and then a resin material is injected and cured, and a component constituting the reinforcing fibers. The method for producing a fiber-reinforced plastic, which is designed to remove the binder as described above outside the mold to the extent that the original shape of the reinforcing fiber is not destroyed.
ーを、型外で前記強化繊維より原型を崩さない程度に除
去してから型キャビティに配置し、さらに、残存してい
るバインダーを型内で除去するようになっている請求項
４記載の繊維強化プラスチックの製造方法。5. The binder, which is a component of the reinforcing fiber, is removed from the reinforcing fiber outside the mold to such an extent that the original shape of the reinforcing fiber is not destroyed, and then placed in the mold cavity. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 4, which is adapted to be removed.
て行う請求項１〜５のうちいずれかに記載の繊維強化プ
ラスチックの製造方法。6. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 1, wherein the binder is removed by high-temperature heat treatment.
うになっている請求項６記載の繊維強化プラスチックの
製造方法。7. The method for producing a fiber reinforced plastic according to claim 6, wherein the coupling agent is vaporized and treated.
の型キャビティと接する面に電極を設置して、強化繊維
とともに型内に配置された金属材料を誘導加熱する処理
である請求項１〜６のうちいずれかに記載の繊維強化プ
ラスチックの製造方法。8. The high-temperature heat treatment is a treatment in which electrodes are installed on the surfaces of the upper mold and the lower mold that are in contact with the mold cavities, and the metallic material disposed in the mold together with the reinforcing fibers is induction-heated. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to any one of 1 to 6.
に配置されたヒーター線を通電加熱する処理である請求
項１〜６のうちいずれかに記載の繊維強化プラスチック
の製造方法。9. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 1, wherein the high-temperature heat treatment is a treatment for electrically heating a heater wire arranged in the mold together with the reinforcing fiber.
行う請求項１〜５のうちいずれかに記載の繊維強化プラ
スチックの製造方法。10. The method for producing a fiber reinforced plastic according to claim 1, wherein the binder is removed by solvent treatment.
料であり、これらを同一部位から時間差をつけて注入す
るようになっている請求項１〜１０のうちいずれかに記
載の繊維強化プラスチックの製造方法。11. The fiber reinforced plastic according to claim 1, wherein the resin material is two or more different resin materials, and these are injected from the same site with a time lag. Production method.
っている請求項１１記載の繊維強化プラスチックの製造
方法。12. The method for producing a fiber reinforced plastic according to claim 11, wherein the injection is performed from the same mold surface.
なっている請求項１１記載の繊維強化プラスチックの製
造方法。13. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 11, wherein the injection is performed from different mold surfaces.
料であり、これらを異なる部位から注入するようになっ
ている請求項１〜１０のうちいずれかに記載の繊維強化
プラスチックの製造方法。14. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 1, wherein the resin material is two or more different resin materials, and these are injected from different sites.
み方向と交差する方向の２つの方向から行うようになっ
ている請求項１４記載の繊維強化プラスチックの製造方
法。15. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 14, wherein the injection is performed in two directions, that is, a thickness direction of the molded product and a direction intersecting the thickness direction.
なっている請求項１４または１５記載の繊維強化プラス
チックの製造方法。16. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 14, wherein the injection is performed with a time lag.
る請求項１４または１５記載の繊維強化プラスチックの
製造方法。17. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 14, wherein the injection is performed simultaneously.
た強化繊維である請求項１〜１７のうちいずれかに記載
の繊維強化プラスチックの製造方法。18. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 1, wherein the reinforcing fiber is a coupling agent-treated reinforcing fiber.
が、２種類以上の異なるカップリング剤処理された強化
繊維である請求項１８記載の繊維強化プラスチックの製
造方法。19. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 18, wherein the coupling agent-treated reinforcing fibers are two or more different coupling agent-treated reinforcing fibers.
配がある強化繊維を配置するようになっている請求項１
〜６および８〜１９のうちいずれかに記載の繊維強化プ
ラスチックの製造方法。20. The reinforcing fibers having a gradient in the amount of binder attached are arranged in the thickness direction.
20. A method for producing a fiber-reinforced plastic according to any one of 5 to 6 and 8 to 19.
量の少ない強化繊維を配置するようになっている請求項
２０記載の繊維強化プラスチックの製造方法。21. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 20, wherein reinforcing fibers having a smaller amount of binder are arranged closer to the resin injection port.
従って繊維かさ密度が小さくなるように強化繊維を配置
する請求項２０記載の繊維強化プラスチックの製造方
法。22. The method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 20, wherein the reinforcing fibers are arranged so that the bulk density of the fibers becomes smaller as the distance from the position closer to the resin injection port increases.
強化プラスチックの製造方法に用いる強化繊維。23. A reinforcing fiber used in the method for producing a fiber-reinforced plastic according to claim 8, which contains a metal material.
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|---|---|---|---|
| JP4750894A JP3357167B2 (en) | 1993-05-26 | 1994-03-17 | Manufacturing method of fiber reinforced plastic |
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| JP12448293 | 1993-05-26 | ||
| JP5-124482 | 1993-05-26 | ||
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004060658A1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Toray Industries, Inc. | Layered product, electromagnetic-shielding molded object, and processes for producing these |
| CN100421924C (en) * | 2002-12-27 | 2008-10-01 | 东丽株式会社 | Layered product, electromagnetic-shielding molded object, and processes for producing these |
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| US9061690B2 (en) | 2010-12-20 | 2015-06-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Guide rail type vehicle |
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-
1994
- 1994-03-17 JP JP4750894A patent/JP3357167B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8092897B2 (en) | 2002-12-27 | 2012-01-10 | Toray Industries, Inc. | Layered product, electromagnetic-shielding molded object, and processes for producing these |
| US8415007B2 (en) | 2002-12-27 | 2013-04-09 | Toray Industries, Inc. | Layered product |
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