JPH02169231A

JPH02169231A - 繊維強化プラスチック品の製造方法

Info

Publication number: JPH02169231A
Application number: JP88323888A
Authority: JP
Inventors: Koji Kozuka; 小塚　興治
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1990-06-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製のスポ
ーツ用品等を製造するのに適した、ＦＲＰ品の製造方法
に関する。

（従来の技術）ＦＲＰ品は、従来、周知のように、補強繊維の一方向性
プリプレグや織物プリプレグ等のプリプレグを積層し、
型に入れ、加熱、加圧して成形するなどして製造してい
る。ところが、このような方法によると、積層時に面間
に抱き込まれた空気が、プリプレグの熱硬化性樹脂が硬
化する時に膨れ、表面に出てきて破裂したりして、表面
に小さな凹凸ができるという問題がある。そうして、凹
凸ができると、意匠効果が著しく損われ、商品価値が低
下するようになる。意匠効果の低下は、スポーツ用品の
ように意匠効果が著しく重要視されるものにあっては命
取りになりかねない。このように表面平滑性が悪くなる
という問題は、上述したような、いわゆるプリプレグ積
層法によらない場合でも、ＦＲＰは本質的に補強繊維と
熱硬化性樹脂との不均質材料であるから、同様に起こり
やすい。

（発明が解決しようとする課題）この発明の目的は、従来の方法の上述した問題点を解決
し、表面に小さな凹凸がほとんどなく、意匠効果に優れ
たＦＲＰ品を製造する方法を提供するにある。

（課題を解決するための手段）上記目的は、耐熱性、耐圧縮性に優れた芯体を、その表
面に、補強繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸して
なり、かつ、熱硬化性樹脂の含有率が少なくとも６５体
積％であるプリプレグを当てて型に入れ、加熱、加圧し
て、上記熱硬化性樹脂に上記表面の中心部から周辺部に
向かう流れを形成した後、その熱硬化性樹脂を硬化させ
、脱型することを特徴とする、繊維強化プラスチック品
の製造方法によって達成される。

また、上記目的は、耐熱性、耐圧縮性に優れた芯体を、
その表面に、補強繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含
浸してなり、かつ、熱硬化性樹脂の含有率が３０〜５５
体積％であるプリプレグを当て、さらにそのプリプレグ
の上に、未硬化の熱硬化性樹脂を担持した離型紙をその
担持面が−Ｆ記プリプレグ側になるように当てて型に入
れ、加熱、加圧して、上記熱硬化性樹脂を、上記離型紙
」二から、上記プリプレグに、そのプリプレグにおける
熱硬化性樹脂の含有率が少なくとも６５体積％になるよ
うに転移、含浸させるとともに、上記熱硬化性樹脂に上
記表面の中心部から周辺部に向かう流れを形成した後、
その熱硬化性樹脂を硬化させ、脱型して上記離型紙を除
去することを特徴とする、繊維強化プラスチック品の製
造方法によって達成される。

この発明をさらに詳細に説明するに、この発明において
は、耐熱性、対圧縮性に優れた芯体を、その表面にプリ
プレグを当てて型に入れる。

芯体は、この発明は、型を用いて加熱、加圧成形するこ
とから、その加熱や加圧に耐えられるように、耐熱性、
対圧縮性に優れたものでなければならない。そのような
芯体としては、ガラスバルーン、シラスバルーン、パー
ライト等の無機質中空フィラーを、不飽和ポリエステル
樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂で結着してなる
ようなものであるのが好ましく、従来、芯体として多用
されている、硬質の、ウレタンフオーム、塩化ビニルフ
オーム、スチレンフオーム等の発泡プラスチック製芯体
は、耐熱性にも対圧縮性にも劣るので使えない。

上述したような、無機質中空フィラーを熱硬化性樹脂で
結着してなる芯体は、無機質中空フィラーと熱硬化性樹
脂とを一様に混合してなるコンパウンドを、型を用いて
所望の形状に加熱、加圧成形することによって得ること
ができる。このとき、型に上記コンパウンドをチャージ
し、その上に、アルミニウムハニカムや、芳香族ポリア
ミドハニカム（たとえば、米国デュポン社の“ノメック
ス”ハニカム）等の耐熱性、対圧縮性に優れたハニカム
を置き、さらにその上に上記コンパウンドをチャージし
て加熱、加圧成形するようにすると、比重を０．　３〜
０．５程度と、より低くすることが可能になる。

芯体は、また、ＦＲＰそのものであってもよい。

すなわち、この発明においては、所望のＦＲＰ品の形状
に成形した、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル
樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂
等の熱硬化性樹脂を、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド
繊維等の高強度、高弾性率補強繊維で強化してなるＦ　
ＲＰそのものを芯体として使用することができる。

一方、芯体の表面に当てるプリプレグは、炭素繊維、ガ
ラス繊維、アラミド繊維等の高強度、高弾性率補強繊維
からなる、織物、編物、マット等の基材に、未硬化（Ｂ
ステージ）の、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹
脂等の熱硬化性樹脂を含浸してなるものである。ここで
重要なことは、プリプレグは、熱硬化性樹脂の含有率が
少なくとも６５体積％であるものでなければならないと
いうことである。すなわち、プリプレグにおける熱硬化
性樹脂の含有率は、せいぜい５５体積％程度であるが、
この発明においては、ＦＲＰの成形において普通に用い
られているプリプレグよりも熱硬化性樹脂の含有率の高
いプリプレグを使用する。なお、これは通常はプリプレ
グとは呼ばないが、ＳＭＣ（Ｓｂｅｅ！　Ｍｏｌｄｉｎ
ｇ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を使用することもでき、この発
明においてはＳＭＣをもプリプレグということにする。

さて、この発明においては、表面にプリプレグを当てた
芯体を型に入れ、加熱、加圧する。この加熱、加圧によ
ってプリプレグの熱硬化性樹脂が硬化するとともに、芯
体の周りにプリプレグによる薄いＦＲＰの層が形成され
るわけであるが、プリプレグの熱硬化性樹脂は、熱硬化
性樹脂の含有率が極めて高いことから、硬化前、加熱に
よって粘度が一旦低下したとき、加圧力に応じて、芯体
表面の中心部から周辺部に向かって流れ、その後、粘度
が上昇して硬化するようになる。この熱硬化性樹脂の流
れによって、ＦＲＰ品の表面に小さな凹凸ができるのが
防止されるわけである。これは、プリプレグから空気等
が出てきても、その空気等による凹凸が熱硬化性樹脂の
流れによって消されてしまうからである。熱硬化性樹脂
の硬化後、脱型すれば、ＦＲＰ品が得られる。

さて、この発明においては、熱硬化性樹脂の含有率が少
なくとも６５体積％であるプリプレグを使用する代わり
に、芯体を、その表面に熱硬化性樹脂の含有率が３０〜
５５体積％である通常のプリプレグを当て、さらにその
上に未硬化の熱硬化性樹脂を塗布等によって担持した離
型紙をその担持面がプリプレグ側になるように当てて型
に入れ、加熱、加圧して離型紙上の熱硬化性樹脂をプリ
プレグに転移、含浸させるとともに、その熱硬化性樹脂
に芯体表面の中心部から周辺部に向かう流れを形成し、
しかる後、その熱硬化性樹脂を硬化させるようにしても
よい。このとき、離型紙上からそれに担持されている熱
硬化性樹脂がプリプレグに転移、含浸されたとき、その
状態で、熱硬化性樹脂の含有率が少なくとも６５体積％
であるプリプレグを使用するときと同様、熱硬化性樹脂
の含有率が３０〜５５体積％であるプリプレグとの合計
体積に対して少なくとも６５体積％になるようにしなけ
ればならないことは当然である。換言すれば、そうなる
ように離型紙への担持量を決めておくことが必要である
。熱硬化性樹脂の硬化後に脱型し、離型紙を剥離して除
去すればＦＲＰ品が得られるが、この方法は、離型紙を
使用することから、芯体の表面形状が比較的単純である
場合に限られる。

ところで、芯体の表面に形成されるＦＲＰ層は、その表
面に当てるプリプレグの厚みや層数に依存する。したが
って、ＦＲＰ層を厚くしたい場合には、上記厚みや層数
を増せばよい。しかしながら、このとき、表面の平滑性
付与に寄与するのは最も外側に位置するものだけである
から、内側には、熱硬化性樹脂の含有率がせいぜい５５
体積％である通常のプリプレグや、ＳＭＣを使用すれば
よい。

この場合、内側に配置するプリプレグやＳＭＣを、芯体
の全表面ではなく、中心部に当てるようにして、その中
心部においてＦＲＰ層が他の部分よりも厚くなるように
すると、中心部から周辺部に向かう熱硬化性樹脂の流れ
が促進されるようになり、表面平滑性が一層向上するよ
うになる。

（実　施　例）実施例１イヂチ化成社製シラスバルーン“ウィンライト“ＭＳＢ
−３０２を１００重量部、ビニルエステル樹脂を１００
重量部、硬化剤を１重量部、増粘剤を６重量部それぞれ
とり、よく混合してコンパウンドを得た。

次に、上記コンパウンドを、横断面が飛行機の翼形状を
したキャビティを有する金型に入れ、５層ｋｇ／ｃｍ２
の圧力下に１３０℃で５分間加熱して芯体を得た。

次に、上記芯体に、東し社製の、炭素繊維“トレカ”の
￥−織物とエポキシ樹脂とからなるプリプレグ（厚み：
０．２５＋ｎｍ、エポキシ樹脂の含有率ニア０体積％）
を２層になるように巻き、上記と同様のキャビティをも
つ金型に入れ、１０ｋｇ／ｃｍ”の圧力下に１３０℃で
１５分間加熱して、エポキシ樹脂に上記芯体表面の中心
部から周辺部に向かう流れを形成した後、硬化させ、脱
型し、横断面が飛行機の翼形状をしたＦＲＰ品を得た。

このＦＲＰ品の表面は極めて平滑で、小さな凹凸は認め
られなかった。

実施例２実施例１で使用した芯体に、東し社製の、炭素繊維“ト
レカ”とエポキシ樹脂とからなるＳＭＣ（Ｓ３１Ｒ−５
００Ｂ　）を２５ｍｍ長にカットし、２次元平面内にお
いてランダムな方向に分散せしめてなるシート（エポキ
シ樹脂の含有率二８０体積％）を１層に巻き、その上に
実施例１で使用したプリプレグを１層巻き、以下、実施
例１と同様にしてＦＲＰ品を得た。このＦＲＰ品の表面
は極めて平滑で、小さな凹凸は認められなかった。

実施例３実施例１で使用した芯体に、東し社製の、炭素繊維“ト
レカ”の平織物とエポキシ樹脂とからなるプリプレグＦ
Ｘ６３４３　（厚み：０．２５ｔｈＩ１１．エポキシ樹
脂の含有率：５０体積％）を２層に巻き、その上に、表
面に未硬化のエポキシ樹脂を３００μｍ厚みで塗布した
離型紙をその塗布面が上記プリプレグ側になるように巻
き、以下、実施例１と同様に加熱、加圧して、離型紙上
から、上記プリプレグに、エポキシ樹脂をその含有率が
７０体積％になるように転移、含浸させるとともに、エ
ポキシ樹脂に芯体表面の中心部から周辺部に向かう流れ
を形成した後、硬化させ、脱型して離型紙を剥ぎ取り、
ＦＲＰ品を得た。このＦＲＰ品の表面は極めて平滑で、
小さな凹凸は全く認められなかった。

（発明の効果）この発明は、耐熱性、耐圧縮性に優れた芯体を、その表
面に、熱硬化性樹脂の含有率が少なくとも６５体積９６
であるプリプレグを当てて型に入れ、加熱、加圧して、
上記熱硬化性樹脂に上記表面の中心部から周辺部に向か
う流れを形成した後、その熱硬化性樹脂を硬化させるか
、上記芯体の表面に、補強繊維基材に未硬化の熱硬化性
樹脂を含浸してなり、かつ、熱硬化性樹脂の含有率が３
０〜５５体積％であるプリプレグを当て、さらにそのプ
リプレグの上に、未硬化の熱硬化性樹脂を担持した離型
紙をその担持面が上記プリプレグ側になるように当てて
型に入れ、加熱、加圧して、上記熱硬化性樹脂を、上記
離型紙上から、上記プリプレグに、そのプリプレグにお
ける熱硬化性樹脂の含有率が少なくとも６５体積％にな
るように転移、含浸させるとともに、上記熱硬化性樹脂
に上記表面の中心部から周辺部に向かう流れを形成した
後、その熱硬化性樹脂を硬化させるから、実施例にも示
したように、表面に凹凸ができるのを防止することがで
き、表面平滑性に優れ、意匠効果に優れたＦＲＰ品を得
ることができるようになる。そのため、この発明は、特
に優れた意匠効果が要求される、ＦＲＰ製のスポーツ用
品等を製造する方法として大変好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）耐熱性、耐圧縮性に優れた芯体を、その表面に、
補強繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸してなり、
かつ、熱硬化性樹脂の含有率が少なくとも６５体積％で
あるプリプレグを当てて型に入れ、加熱、加圧して、上
記熱硬化性樹脂に上記表面の中心部から周辺部に向かう
流れを形成した後、その熱硬化性樹脂を硬化させ、脱型
することを特徴とする、繊維強化プラスチック品の製造
方法。
（２）耐熱性、耐圧縮性に優れた芯体を、その表面に、
補強繊維基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸してなり、
かつ、熱硬化性樹脂の含有率が３０〜５５体積％である
プリプレグを当て、さらにそのプリプレグの上に、未硬
化の熱硬化性樹脂を担持した離型紙をその担持面が上記
プリプレグ側になるように当てて型に入れ、加熱、加圧
して、上記熱硬化性樹脂を、上記離型紙上から、上記プ
リプレグに、そのプリプレグにおける熱硬化性樹脂の含
有率が少なくとも６５体積％になるように転移、含浸さ
せるとともに、上記熱硬化性樹脂に上記表面の中心部か
ら周辺部に向かう流れを形成した後、その熱硬化性樹脂
を硬化させ、脱型して上記離型紙を除去することを特徴
とする、繊維強化プラスチック品の製造方法。