JPH02215510A - 繊維強化樹脂構造体の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は繊維強化樹脂構造体の製造方法に関する。

（従来の技術） 繊維強化樹脂構造体は、車両用構造体等、軽量、高強度
、高剛性等の性質が要求される部品の材料として注目さ
れている。

繊維強化樹脂構造体において、軽量、高強度、高剛性の
製品を得るには、強化用繊維として同一方向に配向され
た長繊維を用いる方法、繊維の含有量を増加させる方法
等により、繊維含有率（Ｖｆ値）を高くする必要がある
。従って、従来より、Ｖｆ値の高い層を含む繊維強化樹
脂構造体が提案されている。そのようなＶｆ値の異なる
複数の繊維層を有する繊維強化樹脂構造体は、例えば、
実開昭６２−１７４０３号、特開昭６１−８６２１７号
及び特願昭６３−１４４７８号に提案されている。

上記のような繊維強化樹脂構造体は、通常、レジンイン
ジエクシッン法、コールドプレス法、ＳＲＩＭ法等によ
り、乾燥状態の繊維基材を型内にセットし、樹脂を注入
して該樹脂を繊維基材に含浸させ、硬化させることによ
、り成形されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の成形方法によると、Ｖｆ値の高い
部分、即ち繊維含有量の多い部分または長繊維が使用さ
れたような部分では、繊維の樹脂に対する流動抵抗が高
いため、樹脂が繊維基材に充分に含浸されないという問
題がある。

また、Ｖｆ値の高い部分と低い部分の両方を含む繊維強
化樹脂構造体の製造に際しては、樹脂がＶｆ値の高い部
分を避けてＶｆ値の低い部分に流れていくため、Ｖｆ値
の高い部分の樹脂含浸率は著しく低くなる。

例えば、第３図の断面図に示す、従来方法により製造さ
れた車両用ロッカ一部６において、短繊維を含む１ｉ７
は、Ｖｆ値が低いため樹脂が良好に含浸されているが、
長繊維を含む層８はＶｆ値が高いため樹脂が充分に含浸
されていない。

第４図は、短繊維の層９，９の間に長繊維の層１０が部
分的に配された繊維強化樹脂構造体の製造過程を示す断
面図であるが、該図に示すように、上型１１と下型１２
との間に短繊維及び長繊維をセットして矢印Ａの方向に
樹脂を注入すると、樹脂はＶｆ値の高い長繊維の層１０
を避けてＶｆ値の低い短繊維の層９を流れるため、長繊
維の層１０には樹脂は充分に含浸されない。特に、線図
に示すように樹脂の流れ方向が繊維方向に直交する場合
には、流動抵抗が著しく高くなる。

第５図は、短繊維がランダムに配向された繊維プリフォ
ーム１３を３層含む部分１４と４層含む部分１５とを有
する繊維強化樹脂構造体の製造過程を示す断面図である
。線図に示すように、上型１６と下型１７との間に上記
の繊維プリフォームを３Ｎまたは４層セットして矢印Ｂ
の方向に樹脂を注入すると、樹脂はＶｆ値の高い、繊維
プリフォームを４層含む部分を避けて流れるため、該部
分の繊維には樹脂は充分に含浸されない。

上記のように、従来のＶｆ値の高い部分を有する繊維強
化樹脂構造体の製造方法においては、Ｖｆ値の高い部分
への樹脂の含浸が充分でなく、これにより得られた成形
品には、樹脂の未含浸部分に剥離が生じる等の問題があ
った。従って、本発明は、Ｖｆ値の高い層を有する繊維
強化樹脂構造体の製造方法において、Ｖｆ値の高い層の
繊維にも樹脂が良好に含浸された構造体を製造する方法
を提供することを目的とする。

（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、本発明は、成形型内に樹
脂を注入する成形方法で、且つ繊維含有率の高い部分ま
たは樹脂が含浸しにくい繊維形態部分を有する繊維強化
樹脂構造体の製造方法において、樹脂を型に注入する前
に、繊維含有率の高い部分または樹脂が含浸しにくい繊
維形態部分の繊維に樹脂を含浸させておくことを特徴と
する繊維強化樹脂構造体の製造方法に関する。

繊維含有率（Ｖｆ値）の高い部分とは、繊維の含有量を
増加させる方法、例えばセットするプリフォームの積層
数を増加する方法、または長繊維を同一方向に配向して
積層する方法等により形成され、通常使用される繊維強
化樹脂のＶｆ値よりも高いＶｆ値を有する部分を意味す
る。

樹脂が含浸しにくい繊維形態としては、例えば連続繊維
が挙げられる。

、本発明の方法は、Ｖｆ値の高い部分とＶｆ値の低い部
分が組み合わされた繊維強化樹脂構造体の製造において
、より効果を発揮するが、全体的にＶｆ値が高い繊維強
化樹脂構造体の製造にも適用できる。

予め含浸しておくのに使用される樹脂は、後に注入する
樹脂と同一系のものを使用した方が良く、プリプレグ状
態（半硬化状態）のものを使用しても良い０例えば、不
飽和ポリエステル、エポキシ、ビニルエステル等の熱硬
化性樹脂を使用することができる。

予め含浸する樹脂には、常法に従い硬化剤や促進剤を添
加することができる。これらの添加剤の添加量は、後か
ら注入する樹脂と予め含浸された樹脂の硬化のタイミン
グが、成形型温度のもとでほぼ一致するように調整する
とよい。

予め含浸される樹脂の繊維体への含浸は、例えばレジン
バス中で行うことができる。樹脂が含浸された繊維体は
、取り扱い易いようにある程度反応を進め、半硬化状！
！（プリプレグ状態）にしておくのが好ましい。この時
、完全に硬化させると、セット時に型面の複雑な形状に
沿いにくくなり、また、後から注入する樹脂との密着性
が悪くなるため好ましくない。

予め樹脂を含浸せずに型内にセットする繊維、即ちＶｆ
値の低い部分の繊維は、プリフォームの形態で型にセッ
トするのが好ましい。

本発明の方法は、型に繊維をセットして樹脂を注入する
繊維強化樹脂の製造方法であれば、レジンインジェクシ
ョン法、コールドプレス法、ＳＲＩＭ法等のいずれの方
法にも適用することができる。

（作用） 本発明の繊維強化樹脂構造体の製造方法は、樹脂を型に
注ぐ前にＶｆ値の高い部分または樹脂が含浸しにくい繊
維形態部分の繊維に樹脂を含浸させておくため、Ｖｆ値
の高い部分や、樹脂が含浸しにくい繊維形態部分の繊維
にも樹脂が完全に含浸された繊維強化樹脂構造体を製造
することができる。

（実施例） 本発明の方法により、第１図に示す形状の車両用フロア
−１のロッカ一部２を製造する。

該ロッカ一部は、第２図に示すように、直方体の発泡体
５の周囲にドライ状態の短繊維プリフォーム３を配し、
その上方及び下方に予め樹脂が含浸しである連続繊維体
４を配し、その周囲にドライ状態の短繊維プリフォーム
３を配した材料を型内にセットした後、樹脂を注入し、
硬化することにより製造される。

連続繊維体への樹脂の含浸は、レジンバス中で、適当な
量の硬化剤・添加剤を添加した樹脂中に連続繊維体を浸
漬することにより行われ、これにより樹脂が含浸された
連続繊維体は、プリプレグ状態に硬化して使用される。

試験例： 連続繊維部分と短繊維部分を１：１の繊維比で含み、平
均Ｖｆ値が５０％である繊維強化樹脂構造体を、上記実
施例と同様の方法により製造しく実施別品）、また連続
繊維体に予め樹脂を含浸しないこと以外は実施別品の製
造方法と同様の方法により、Ｖｆ値が２８％である繊維
強化樹脂構造体を製造しく比較別品１）、比較別品１と
同様の方法によりＶｆ値が５０％である繊維強化樹脂構
造体を製造した（比較別品２）、各々の繊維強化樹脂構
造体から試験片を切り出し、樹脂の含浸率及び弾性率比
を調べた。樹脂の含浸率は、成形品重量から求めた理論
樹脂量と実際の含浸樹脂量を求めることにより、下記の
式により計算される。

弾性率比は、比較別品１の弾性率を１．０として求めら
れる。

結果を下記の表−１に示す。

表−１ 表−１より、Ｖｆ値が高い比較例２は、樹脂の未含浸部
位を含み（樹脂の含浸率＝５５％）、評価に値する弾性
率が得られなかったのに対し、比較別品２と同じＶｆ値
（５０％）を有する実施別品の樹脂の含浸率は１００％
であった。また、弾性率は、Ｖｆ値が低い比較別品１に
比べて実施別品が非常に高いことがわかる。

（発明の効果） 本発明の繊維強化樹脂構造体の製造方法は、Ｖｆ値の高
い部分または樹脂が含浸しに（い繊維形態部分の繊維に
予め樹脂を含浸させておくため、該部分の繊維にも樹脂
が完全に含浸されたものが得られる。従って、軽量、高
剛性、高強度の製品を得ることができる。また、樹脂粘
度は時間と共に高くなるが、本発明の方法においては、
樹脂が良好に含浸するＶｆ値の低い部分のみに樹脂を流
せば良いため、より迅速により遠い部分にまで樹脂を流
すことができ、大型部品の一体成形が可能となる。また
、樹脂の注入口の数を減らすことができ、型構造を単純
なものにすることができるため、型コストを低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で製造した車両用フロアを示
す斜視図、第２図は第１図の車両用フロアのロッカ一部
を示す斜視図、第３図は従来の繊維強化樹脂構造体の製
造方法により製造されたロッカ一部を示す断面図、第４
図及び第５図は従来の繊維強化樹脂構造体の製造方法を
説明するための成形型の断面図である。 車両用フロア 第１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形型内に樹脂を注入する成形方法で、且つ繊維含有率
   の高い部分または樹脂が含浸しにくい繊維形態部分を有
   する繊維強化樹脂構造体の製造方法において、樹脂を型
   に注入する前に、繊維含有率の高い部分または樹脂が含
   浸しにくい繊維形態部分の繊維に樹脂を含浸させておく
   ことを特徴とする繊維強化樹脂構造体の製造方法。