JPH06198794A - 複合構造体 - Google Patents
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- JPH06198794A JPH06198794A JP4348311A JP34831192A JPH06198794A JP H06198794 A JPH06198794 A JP H06198794A JP 4348311 A JP4348311 A JP 4348311A JP 34831192 A JP34831192 A JP 34831192A JP H06198794 A JPH06198794 A JP H06198794A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】
【構成】繊維状強化物30容量%以上を含む熱可塑性樹脂
プリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わせた成
形体に於いて、樹脂発泡体の一部に非発泡体リブを予め
配置し、又は加熱により発泡体の一部にリブを形成し配
置する。 【効果】非発泡体部のリブ作用により、発泡体が変形収
縮することなく軽量で、剛性の大きい複合構造体を提供
することができた。
プリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わせた成
形体に於いて、樹脂発泡体の一部に非発泡体リブを予め
配置し、又は加熱により発泡体の一部にリブを形成し配
置する。 【効果】非発泡体部のリブ作用により、発泡体が変形収
縮することなく軽量で、剛性の大きい複合構造体を提供
することができた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化熱可塑性樹脂積
層体と樹脂発泡体との複合構造体に関する。
層体と樹脂発泡体との複合構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明でプリプレグとは、織布や、収束
された繊維に樹脂を含浸させたものを言い、プリプレグ
積層体とは、プリプレグを積層させたものを言う。通常
プリプレグを積層する場合、プリプレグの繊維方向は各
層間で角度を変えて積層され異方性が打ち消される。プ
リプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わせて、発
泡体の強度を向上させた複合構造体については、プリプ
レグに従来より熱硬化性樹脂を用いるのが一般的であっ
た。すなわち、樹脂発泡体の上に繊維を載せ、これに硬
化前の樹脂を含浸させ、しかるのち含浸した樹脂を硬化
させて発泡体の表面を繊維状強化樹脂で被覆する方法、
いわゆるハンドレイアップ法が用いられていた。しか
し、この方法では発泡体と繊維状強化樹脂との接着性に
問題があった。又、発泡体に熱可塑性樹脂を用いても、
使用後の廃棄物処理に際して、繊維状強化樹脂が熱硬化
性樹脂であるため、このまま溶融して再利用することは
困難であった。このため、繊維状強化樹脂に熱可塑性樹
脂を用いる検討が盛んに行われている。この場合、強度
面から繊維状物は長繊維であること並びに樹脂中の繊維
状物の含有量が大きいことが必要である。さらに、樹脂
発泡体と繊維状強化樹脂を一体成形する場合、繊維状強
化樹脂中の樹脂の溶融温度以上にして貼り合わせるが、
繊維状物の含有量が30容量%以下であると、樹脂が流
下して成形が困難となる等の問題があった。また、複合
構造体の製造に際して、繊維状強化樹脂を加熱し流動状
態にあるプリプレグ積層体が樹脂発泡体の表面に押しつ
けられ、樹脂発泡体が変形あるいは収縮して、所定の形
状の構造体が得られないという問題もあった。また強度
を向上させるためには樹脂発泡体の代わりに外力に変形
をしない高剛性、高密度の樹脂体を用いれば良いが、こ
れは非常に重く高価なものとなる。
された繊維に樹脂を含浸させたものを言い、プリプレグ
積層体とは、プリプレグを積層させたものを言う。通常
プリプレグを積層する場合、プリプレグの繊維方向は各
層間で角度を変えて積層され異方性が打ち消される。プ
リプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わせて、発
泡体の強度を向上させた複合構造体については、プリプ
レグに従来より熱硬化性樹脂を用いるのが一般的であっ
た。すなわち、樹脂発泡体の上に繊維を載せ、これに硬
化前の樹脂を含浸させ、しかるのち含浸した樹脂を硬化
させて発泡体の表面を繊維状強化樹脂で被覆する方法、
いわゆるハンドレイアップ法が用いられていた。しか
し、この方法では発泡体と繊維状強化樹脂との接着性に
問題があった。又、発泡体に熱可塑性樹脂を用いても、
使用後の廃棄物処理に際して、繊維状強化樹脂が熱硬化
性樹脂であるため、このまま溶融して再利用することは
困難であった。このため、繊維状強化樹脂に熱可塑性樹
脂を用いる検討が盛んに行われている。この場合、強度
面から繊維状物は長繊維であること並びに樹脂中の繊維
状物の含有量が大きいことが必要である。さらに、樹脂
発泡体と繊維状強化樹脂を一体成形する場合、繊維状強
化樹脂中の樹脂の溶融温度以上にして貼り合わせるが、
繊維状物の含有量が30容量%以下であると、樹脂が流
下して成形が困難となる等の問題があった。また、複合
構造体の製造に際して、繊維状強化樹脂を加熱し流動状
態にあるプリプレグ積層体が樹脂発泡体の表面に押しつ
けられ、樹脂発泡体が変形あるいは収縮して、所定の形
状の構造体が得られないという問題もあった。また強度
を向上させるためには樹脂発泡体の代わりに外力に変形
をしない高剛性、高密度の樹脂体を用いれば良いが、こ
れは非常に重く高価なものとなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は軽量でかつ強
度が大きく、樹脂発泡体が収縮したり変形したりしない
ような複合構造体を提供することであり、また、他の課
題として、使用後に産業廃棄物の再生有効利用が可能な
複合構造体を提供することである。
度が大きく、樹脂発泡体が収縮したり変形したりしない
ような複合構造体を提供することであり、また、他の課
題として、使用後に産業廃棄物の再生有効利用が可能な
複合構造体を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討を重ねた結果本発明を完成する
に至った。即ち本発明に係る複合構造体は、繊維状強化
物30容量%以上を含む熱可塑性樹脂プリプレグ積層体を
樹脂発泡体の表面に貼り合わせた成形体に於いて、樹脂
発泡体の一部に樹脂発泡体と同じ材質からなる非発泡体
でできた補強用板状構造体(以下リブと言う)を配置し
たことを特徴とする複合構造体に関するものである。
を達成するため鋭意検討を重ねた結果本発明を完成する
に至った。即ち本発明に係る複合構造体は、繊維状強化
物30容量%以上を含む熱可塑性樹脂プリプレグ積層体を
樹脂発泡体の表面に貼り合わせた成形体に於いて、樹脂
発泡体の一部に樹脂発泡体と同じ材質からなる非発泡体
でできた補強用板状構造体(以下リブと言う)を配置し
たことを特徴とする複合構造体に関するものである。
【0005】以下、本発明について詳説する。本発明で
用いるプリプレグの強化用繊維としては、連続繊維を一
方向に引揃えた繊維シートを強化材(以下骨材と言う)
として、これに熱可塑性樹脂を含浸させたものが挙げら
れる。骨材となる繊維としては、アラミド繊維(登録商
標「ケブラー」等)等の合成樹脂繊維、ガラス繊維、炭
素繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維等の無機繊維、チ
タン繊維、ステンレス繊維等の金属繊維が挙げられる
が、必ずしもこれらに限定されるものではない。
用いるプリプレグの強化用繊維としては、連続繊維を一
方向に引揃えた繊維シートを強化材(以下骨材と言う)
として、これに熱可塑性樹脂を含浸させたものが挙げら
れる。骨材となる繊維としては、アラミド繊維(登録商
標「ケブラー」等)等の合成樹脂繊維、ガラス繊維、炭
素繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維等の無機繊維、チ
タン繊維、ステンレス繊維等の金属繊維が挙げられる
が、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0006】本発明で使用するプリプレグは、特許公開
公報昭和61−229,535号に記載されているよう
に、直径13μmのガラス繊維が1800本束ねられた
ヤーンをγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ンにより表面処理する。このヤーン100本を均一に引
っ張りながら幅200mmに揃えて、引張ながら、熱溶
融した樹脂に接触含浸させ、熱ロールで余分の樹脂をし
ごき落として製造される。この様にして得られたプリプ
レグは、厚さ0.2〜0.5mm程度であり、必要な枚
数を重ねて1〜5mmの厚さにしてプリプレグ積層体と
して使用される。繊維の含有量について言うと、繊維を
含有しない熱可塑性樹脂体は、加熱溶融している状態に
あっては、その樹脂体は流下し形状を保持し得ないが、
熱可塑性樹脂体の中に繊維を含み、且つその含有率が30
容量%以上の高含浸の場合には、加熱時において樹脂が
流出することなく、繊維強化可塑性樹脂体はその形を保
持することができる。含有量の上限として好ましくは85
容量%程度であるがこれ以上では全く成形できないとい
う訳ではない。
公報昭和61−229,535号に記載されているよう
に、直径13μmのガラス繊維が1800本束ねられた
ヤーンをγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ンにより表面処理する。このヤーン100本を均一に引
っ張りながら幅200mmに揃えて、引張ながら、熱溶
融した樹脂に接触含浸させ、熱ロールで余分の樹脂をし
ごき落として製造される。この様にして得られたプリプ
レグは、厚さ0.2〜0.5mm程度であり、必要な枚
数を重ねて1〜5mmの厚さにしてプリプレグ積層体と
して使用される。繊維の含有量について言うと、繊維を
含有しない熱可塑性樹脂体は、加熱溶融している状態に
あっては、その樹脂体は流下し形状を保持し得ないが、
熱可塑性樹脂体の中に繊維を含み、且つその含有率が30
容量%以上の高含浸の場合には、加熱時において樹脂が
流出することなく、繊維強化可塑性樹脂体はその形を保
持することができる。含有量の上限として好ましくは85
容量%程度であるがこれ以上では全く成形できないとい
う訳ではない。
【0007】一方、上記骨材繊維間に含浸される熱可塑
性樹脂としては、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、高
密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド(商標「UL
TEM」)、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニ
レンフルファイド等が挙げられるが、必ずしもこれに限
定されるものではない。
性樹脂としては、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、高
密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド(商標「UL
TEM」)、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニ
レンフルファイド等が挙げられるが、必ずしもこれに限
定されるものではない。
【0008】また、発泡樹脂体としてはポリエチレン発
泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリウレタン発泡体、ポ
リスチレン発泡体又はポリプロピレン発泡体を外層に有
するポリスチレン発泡体等が挙げられる。また、産業廃
棄物の処理の点からは、樹脂発泡体に用いられる樹脂と
プリプレグに用いられる樹脂が共に熱可塑性樹脂で構成
される複合構造体が好ましく、同一の熱可塑性樹脂で構
成される複合構造体がさらに好ましい。
泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリウレタン発泡体、ポ
リスチレン発泡体又はポリプロピレン発泡体を外層に有
するポリスチレン発泡体等が挙げられる。また、産業廃
棄物の処理の点からは、樹脂発泡体に用いられる樹脂と
プリプレグに用いられる樹脂が共に熱可塑性樹脂で構成
される複合構造体が好ましく、同一の熱可塑性樹脂で構
成される複合構造体がさらに好ましい。
【0009】発泡体は独立気泡でも連通気泡から成るも
のでも良い。独立気泡のものを使用すると強度は向上す
る。発泡倍率は100倍以下のものが用いられるが、そ
の倍率は軽量化と成型性のバランスにより選ばれ、5〜
50倍が好ましい。また、発泡体は架橋体でも無架橋体
でもよい。また、発泡体は任意の形状のものが用いら
れ、単にボード状であっても、ボール状であってもよ
い。
のでも良い。独立気泡のものを使用すると強度は向上す
る。発泡倍率は100倍以下のものが用いられるが、そ
の倍率は軽量化と成型性のバランスにより選ばれ、5〜
50倍が好ましい。また、発泡体は架橋体でも無架橋体
でもよい。また、発泡体は任意の形状のものが用いら
れ、単にボード状であっても、ボール状であってもよ
い。
【0010】本発明の複合構造体の製造方法は、予め加
熱されたプリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に重ね
て、加熱されたプリプレグ積層体の上より型枠を押しつ
けることにより、枠の形に成型されたプリプレグ積層体
に樹脂発泡体と非発泡体リブが貼り合わされて作られる
ものである。従って本発明で熱可塑性樹脂プリプレグ積
層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わせるとは、プリプレ
グ積層体と樹脂発泡体が、単に接触していたり、加熱条
件、樹脂の種類によりそれらが互いに熱融着したり、気
泡部へのプリプレグ樹脂のアンカー効果により接合した
り、あるいは接着剤を用いて接合することを含むもので
ある。非発泡部であるリブは、予め樹脂発泡体と配置し
ておき、その上に加熱されたプリプレグ積層体を重ね
て、プリプレグの上より型枠を押しつけて複合構造体を
作ることもできる。あるいは又、樹脂発泡体に加熱され
たプリプレグ積層体を重ねて型枠を押しつける過程で発
泡体の一部を熱溶融してリブをつける即ち配置すること
もできる。また、非発泡部であるリブを予め所定の位置
に配置しておき、そこに発泡原料を注入等により加え、
後から発泡させることによりリブと発泡体が配置される
ようにしても構わない。その上に加熱されたプリプレグ
積層体を重ねて、プリプレグ積層体の上より型枠を押し
つけて複合構造体を作ることもできる。またリブの寸
法、量、位置等の設定は複合構造体に求められる強度に
応じて自由に設定される。
熱されたプリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に重ね
て、加熱されたプリプレグ積層体の上より型枠を押しつ
けることにより、枠の形に成型されたプリプレグ積層体
に樹脂発泡体と非発泡体リブが貼り合わされて作られる
ものである。従って本発明で熱可塑性樹脂プリプレグ積
層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わせるとは、プリプレ
グ積層体と樹脂発泡体が、単に接触していたり、加熱条
件、樹脂の種類によりそれらが互いに熱融着したり、気
泡部へのプリプレグ樹脂のアンカー効果により接合した
り、あるいは接着剤を用いて接合することを含むもので
ある。非発泡部であるリブは、予め樹脂発泡体と配置し
ておき、その上に加熱されたプリプレグ積層体を重ね
て、プリプレグの上より型枠を押しつけて複合構造体を
作ることもできる。あるいは又、樹脂発泡体に加熱され
たプリプレグ積層体を重ねて型枠を押しつける過程で発
泡体の一部を熱溶融してリブをつける即ち配置すること
もできる。また、非発泡部であるリブを予め所定の位置
に配置しておき、そこに発泡原料を注入等により加え、
後から発泡させることによりリブと発泡体が配置される
ようにしても構わない。その上に加熱されたプリプレグ
積層体を重ねて、プリプレグ積層体の上より型枠を押し
つけて複合構造体を作ることもできる。またリブの寸
法、量、位置等の設定は複合構造体に求められる強度に
応じて自由に設定される。
【0011】本発明の複合構造体の製造方法は、つぎの
方法により行うことができる。 1.リブを予め作成する方法 つぎの工程からなる。 (1)一定寸法の樹脂発泡体を作ること。 (2)樹脂発泡体と同一の原料を使用して、複合体成型
後発泡体の厚さと同じ長さになる非発泡体のリブを作る
こと。 (3)リブに樹脂発泡体を強度が得られる位置に配置さ
せること。 (4)上記配置されたリブ及び樹脂発泡体にプリプレグ
積層体を重ねる。 (5)プリプレグ積層体を、配置されたリブ及び樹脂発
泡体と接触する側と反対の側から型枠により押して、複
合構造体を成型する。 ここでリブの高さは発泡体の厚さと同じ長さになるなる
ようにするが、幅は状況により発泡体の幅より短くても
長くてもよい。またリブの厚さはその必要とされる強度
により決められる。 2.リブを発泡体を作ると同時に作る方法 つぎの工程からなる。 (1)一定寸法の樹脂発泡体を作ると同時に発泡体の一
部を加熱し、リブ作用を示す非発泡体層を形成させるこ
と。 (2)プリプレグ積層体を、リブつき樹脂発泡体に重ね
ること。 (3)プリプレグ積層体を、リブつき樹脂発泡体と接触
する側と反対の側から型枠により押して、複合構造体を
成型すること。 3.リブを複合構造体を成型すると同時に樹脂発泡体の
表面に作る方法 つぎの工程からなる。 (1)一定寸法の樹脂発泡体を作ること。 (2)プリプレグ積層体を、樹脂発泡体に重ねること。 (3)加熱されたプリプレグ積層体を、樹脂発泡体の反
対側から型枠により押して、複合構造体を成型すると同
時に発泡体の表面の一部が融解してリブ作用を示す非発
泡体層を形成すること。 4.リブを予め配置し、後から樹脂を発泡させる方法 つぎの工程からなる。 (1)樹脂発泡体と同一の原料を使用して、所定のリブ
を設置すること。 (3)リブに対して樹脂発泡体が所定位置に配置される
ように発泡原料を加え、樹脂を発泡させること。 (4)上記配置されたリブ及び樹脂発泡体にプリプレグ
積層体を重ねる。 (5)プリプレグ積層体を、配置されたリブ及び樹脂発
泡体と接触する側と反対の側から型枠により押して、複
合構造体を成型する。 ここでリブの長さは発泡体の厚さと同じ長さになるなる
ようにするが、幅は状況により発泡体の幅より短くても
長くてもよい。また厚さはその必要とされる強度により
決められる。
方法により行うことができる。 1.リブを予め作成する方法 つぎの工程からなる。 (1)一定寸法の樹脂発泡体を作ること。 (2)樹脂発泡体と同一の原料を使用して、複合体成型
後発泡体の厚さと同じ長さになる非発泡体のリブを作る
こと。 (3)リブに樹脂発泡体を強度が得られる位置に配置さ
せること。 (4)上記配置されたリブ及び樹脂発泡体にプリプレグ
積層体を重ねる。 (5)プリプレグ積層体を、配置されたリブ及び樹脂発
泡体と接触する側と反対の側から型枠により押して、複
合構造体を成型する。 ここでリブの高さは発泡体の厚さと同じ長さになるなる
ようにするが、幅は状況により発泡体の幅より短くても
長くてもよい。またリブの厚さはその必要とされる強度
により決められる。 2.リブを発泡体を作ると同時に作る方法 つぎの工程からなる。 (1)一定寸法の樹脂発泡体を作ると同時に発泡体の一
部を加熱し、リブ作用を示す非発泡体層を形成させるこ
と。 (2)プリプレグ積層体を、リブつき樹脂発泡体に重ね
ること。 (3)プリプレグ積層体を、リブつき樹脂発泡体と接触
する側と反対の側から型枠により押して、複合構造体を
成型すること。 3.リブを複合構造体を成型すると同時に樹脂発泡体の
表面に作る方法 つぎの工程からなる。 (1)一定寸法の樹脂発泡体を作ること。 (2)プリプレグ積層体を、樹脂発泡体に重ねること。 (3)加熱されたプリプレグ積層体を、樹脂発泡体の反
対側から型枠により押して、複合構造体を成型すると同
時に発泡体の表面の一部が融解してリブ作用を示す非発
泡体層を形成すること。 4.リブを予め配置し、後から樹脂を発泡させる方法 つぎの工程からなる。 (1)樹脂発泡体と同一の原料を使用して、所定のリブ
を設置すること。 (3)リブに対して樹脂発泡体が所定位置に配置される
ように発泡原料を加え、樹脂を発泡させること。 (4)上記配置されたリブ及び樹脂発泡体にプリプレグ
積層体を重ねる。 (5)プリプレグ積層体を、配置されたリブ及び樹脂発
泡体と接触する側と反対の側から型枠により押して、複
合構造体を成型する。 ここでリブの長さは発泡体の厚さと同じ長さになるなる
ようにするが、幅は状況により発泡体の幅より短くても
長くてもよい。また厚さはその必要とされる強度により
決められる。
【0012】本発明の複合構造体は、プリプレグ積層体
が発泡体の一面でも、両面でも、全面に貼り合わされて
いてもよい。また発泡体とリブの配置はリブを挟んで発
泡体を配置しても、発泡体を挟んでリブを配置してもよ
い。本発明の複合構造体は、プリプレグ積層体が発泡体
の一面でも、両面でも、全面に貼り合わされていてもよ
い。
が発泡体の一面でも、両面でも、全面に貼り合わされて
いてもよい。また発泡体とリブの配置はリブを挟んで発
泡体を配置しても、発泡体を挟んでリブを配置してもよ
い。本発明の複合構造体は、プリプレグ積層体が発泡体
の一面でも、両面でも、全面に貼り合わされていてもよ
い。
【0013】本発明の複合構造体の用途は、自動車用バ
ンパー等である。
ンパー等である。
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて具体的
に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0015】図1は、上下にプリプレグ積層体面材2及
び3、その芯に樹脂発泡体のボード1を配置した一般的
な複合パネルである。これは樹脂発泡体を用いることに
より軽量高強度の板状複合構造体の断面強度係数を向上
させて強度向上を計っている。又高繊維含有率のプリプ
レグ積層体は低繊維含有率のものより、底面体としての
面剛性が著しく大きく、かつ外力を面全体に分散させる
ことによりプリプレグ積層体2、3と接している樹脂発
泡体1に力を伝達させることができる。この結果外力
は、非発泡体でできたリブ4および樹脂発泡体に、効果
的に分散される。
び3、その芯に樹脂発泡体のボード1を配置した一般的
な複合パネルである。これは樹脂発泡体を用いることに
より軽量高強度の板状複合構造体の断面強度係数を向上
させて強度向上を計っている。又高繊維含有率のプリプ
レグ積層体は低繊維含有率のものより、底面体としての
面剛性が著しく大きく、かつ外力を面全体に分散させる
ことによりプリプレグ積層体2、3と接している樹脂発
泡体1に力を伝達させることができる。この結果外力
は、非発泡体でできたリブ4および樹脂発泡体に、効果
的に分散される。
【0016】図2は、樹脂発泡体の一部に板状のリブ4
を設置し、複数のリブを他のリブにより繋ぎ合わせて補
強作用を持たせた例である。
を設置し、複数のリブを他のリブにより繋ぎ合わせて補
強作用を持たせた例である。
【0017】又図3は、樹脂発泡体1の一部に円筒状の
非発泡部であるリブ4を設置することにより、複合構造
体の重量を増すことなく著しく強度を向上させたもので
ある。このリブによって上下に貼り合わされるプリプレ
グ積層体間に発生する厚さ方向の変形を抑え、且つ、非
発泡層である4が発泡層1と接合しているために発泡層
1によってリブ4の変形が抑えられる。
非発泡部であるリブ4を設置することにより、複合構造
体の重量を増すことなく著しく強度を向上させたもので
ある。このリブによって上下に貼り合わされるプリプレ
グ積層体間に発生する厚さ方向の変形を抑え、且つ、非
発泡層である4が発泡層1と接合しているために発泡層
1によってリブ4の変形が抑えられる。
【0018】図4は、プリプレグ積層体2の上に発泡体
1を設置した後、プリプレグ積層体2を発泡体1の底面
と両側面に接合させるように賦形し、発泡体の底面と両
側面を加熱されたプリプレグ積層体2の熱によって溶融
し非発泡部であるリブ4を形成することによって複合構
造体を形成することができる。非発泡部分4の形成過程
のおいて、プリプレグ積層体2の熱可塑性樹脂の表面部
分と非発泡部分4の表面部分とが溶融して一体となるこ
とにより、又はプリプレグ積層体2の繊維部分が形成さ
れた非発泡部分4の中に入り込むことにより、これを冷
却固化すればプリプレグ積層体2と発泡体1とが非発泡
部分4を介して強固に一体化され、複合構造体として必
要な強度を得ることができる。この場合に用いるプリプ
レグ積層体としては織布プリプレグ積層体またはプリプ
レグの積層したものを用いると賦形が行い易い。
1を設置した後、プリプレグ積層体2を発泡体1の底面
と両側面に接合させるように賦形し、発泡体の底面と両
側面を加熱されたプリプレグ積層体2の熱によって溶融
し非発泡部であるリブ4を形成することによって複合構
造体を形成することができる。非発泡部分4の形成過程
のおいて、プリプレグ積層体2の熱可塑性樹脂の表面部
分と非発泡部分4の表面部分とが溶融して一体となるこ
とにより、又はプリプレグ積層体2の繊維部分が形成さ
れた非発泡部分4の中に入り込むことにより、これを冷
却固化すればプリプレグ積層体2と発泡体1とが非発泡
部分4を介して強固に一体化され、複合構造体として必
要な強度を得ることができる。この場合に用いるプリプ
レグ積層体としては織布プリプレグ積層体またはプリプ
レグの積層したものを用いると賦形が行い易い。
【0019】図5は図4の複合構造体を形成する前のプ
リプレグ積層体と樹脂発泡体の配置を示す。
リプレグ積層体と樹脂発泡体の配置を示す。
【0020】図6は、図1でプリプレグ積層体が樹脂発
泡体ボードの片面にのみ配置された場合を示す。
泡体ボードの片面にのみ配置された場合を示す。
【0021】図7は、図3の変形例として、樹脂発泡体
ボードに加熱体を接触させることにより発泡体の一部を
溶融して、非発泡体リブにした物である。
ボードに加熱体を接触させることにより発泡体の一部を
溶融して、非発泡体リブにした物である。
【0022】次に、製造例を示す。 製造例1. プリプレグ 熱可塑性樹脂 : ポリプロピレン 強化繊維 : ガラス繊維 繊維含有率 : 50容量% 厚さ : 0.2mm 幅 : 260mm プリプレグ積層体 プリプレグを15枚積層したものであり、各層の繊維方
向は交互に90°をなす。 厚さ : 3mm 樹脂発泡体 樹脂 : ポリプロピレン 発泡倍率 : 15倍 樹脂非発泡体によるリブ 樹脂 : ポリプロピレン 高さ : 50mm 厚さ : 2mm 図8のように、厚さ2mm、高さ50mm、連続長さを
有する上記樹脂非発泡体によるリブ5枚の間に、幅21
mm、高さ50mm、連続長さを有する上記樹脂発泡体
4枚を配置し、その上より上記プリプレグ積層体を載せ
て220℃に加熱し、型枠により成形した。得られたも
のは、加熱成形による寸法変化が無く、強度の大きいも
のであった。
向は交互に90°をなす。 厚さ : 3mm 樹脂発泡体 樹脂 : ポリプロピレン 発泡倍率 : 15倍 樹脂非発泡体によるリブ 樹脂 : ポリプロピレン 高さ : 50mm 厚さ : 2mm 図8のように、厚さ2mm、高さ50mm、連続長さを
有する上記樹脂非発泡体によるリブ5枚の間に、幅21
mm、高さ50mm、連続長さを有する上記樹脂発泡体
4枚を配置し、その上より上記プリプレグ積層体を載せ
て220℃に加熱し、型枠により成形した。得られたも
のは、加熱成形による寸法変化が無く、強度の大きいも
のであった。
【0023】製造例2.プリプレグ積層体及び樹脂発泡
体は製造例1と同じものを使用した。図9のように、幅
100mm、高さ50mm、連続長さを有する上記樹脂
発泡体の上より上記プリプレグ積層体を載せて220℃
に加熱し、型枠により成形した。加熱成形の過程で樹脂
発泡体とプリプレグの間にリブ層が形成された。得られ
たものは、加熱成形による寸法変化が無く、強度の大き
いものであった。
体は製造例1と同じものを使用した。図9のように、幅
100mm、高さ50mm、連続長さを有する上記樹脂
発泡体の上より上記プリプレグ積層体を載せて220℃
に加熱し、型枠により成形した。加熱成形の過程で樹脂
発泡体とプリプレグの間にリブ層が形成された。得られ
たものは、加熱成形による寸法変化が無く、強度の大き
いものであった。
【0024】
【発明の効果】繊維状強化物30容量%以上を含む熱可塑
性樹脂プリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わ
せた成形体に於いて、樹脂発泡体が熱可塑性樹脂であっ
ても、熱硬化性樹脂であっても、その一部に非発泡体部
を配置したことにより、所期目的の寸法および強度を保
持できる複合構造体を提供することができた。また再生
有効利用の点から、樹脂発泡体に用いられる樹脂とプリ
プレグ積層体に用いられる樹脂が共に、熱可塑性樹脂で
作ることも可能になったことにより、資源回収の点から
好ましい複合構造体を提供することができた。
性樹脂プリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わ
せた成形体に於いて、樹脂発泡体が熱可塑性樹脂であっ
ても、熱硬化性樹脂であっても、その一部に非発泡体部
を配置したことにより、所期目的の寸法および強度を保
持できる複合構造体を提供することができた。また再生
有効利用の点から、樹脂発泡体に用いられる樹脂とプリ
プレグ積層体に用いられる樹脂が共に、熱可塑性樹脂で
作ることも可能になったことにより、資源回収の点から
好ましい複合構造体を提供することができた。
【図1】本発明に係る樹脂発泡体の間に、非発泡部分で
あるリブが配置された複合構造体の斜視図である。
あるリブが配置された複合構造体の斜視図である。
【図2】図1のプリプレグ積層体を取り除いた状態で、
リブを更に補強用のリブで繋ぎ、プリプレグ積層体を取
り除いた状態のものの斜視図である。
リブを更に補強用のリブで繋ぎ、プリプレグ積層体を取
り除いた状態のものの斜視図である。
【図3】非発泡体リブが円筒状の複合構造体の斜視図で
ある。
ある。
【図4】プリプレグ積層体の熱で樹脂発泡体の一部を溶
融し樹脂発泡体の非発泡部分を形成しプリプレグ積層体
と樹脂発泡体が非発泡部分を介在して一体化された実施
例の斜視図である。
融し樹脂発泡体の非発泡部分を形成しプリプレグ積層体
と樹脂発泡体が非発泡部分を介在して一体化された実施
例の斜視図である。
【図5】図4の複合構造体を形成する前のプリプレグ積
層体と樹脂発泡体の配置図である。
層体と樹脂発泡体の配置図である。
【図6】プリプレグ積層体が樹脂発泡体ボードの片面に
のみ配置された図である。
のみ配置された図である。
【図7】樹脂発泡体ボードに加熱体を接触させることに
より発泡体の一部を非発泡体リブにした図である。
より発泡体の一部を非発泡体リブにした図である。
【図8】製造例1の複合構造体の断面図である。
【図9】製造例2の複合構造体の断面図である。
1は樹脂発泡体 2及び3はプリプレグ積層体 4は非発泡体リブ 5は型枠。 6は加熱体。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年3月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】本発明でプリプレグとは、織布や、収束
された繊維に樹脂を含浸させたものを言い、プリプレグ
積層体とは、プリプレグを積層させたものを言う。通常
プリプレグを積層する場合、プリプレグの繊維方向は各
層間で角度を変えて積層され異方性が打ち消される。プ
リプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わせて、発
泡体の強度を向上させた複合構造体については、プリプ
レグに従来より熱硬化性樹脂を用いるのが一般的であっ
た。すなわち、樹脂発泡体の上に繊維を載せ、これに硬
化前の樹脂を含浸させ、しかるのち含浸した樹脂を硬化
させて発泡体の表面を繊維状強化樹脂で被覆する方法、
いわゆるハンドレイアップ法が用いられていた。しか
し、この方法では発泡体と繊維状強化樹脂との接着性に
問題があった。又、発泡体に熱可塑性樹脂を用いても、
使用後の廃棄物処理に際して、繊維状強化樹脂が熱硬化
性樹脂であるため、このまま溶融して再利用することは
困難であった。このため、繊維状強化樹脂に熱可塑性樹
脂を用いる検討が盛んに行われている。この場合、強度
面から繊維状物は長繊維であること並びに樹脂中の繊維
状物の含有量が大きいことが必要である。さらに、樹脂
発泡体と繊維状強化樹脂を一体成形する場合、繊維状強
化樹脂中の樹脂の溶融温度以上にして貼り合わせるが、
繊維状物の含有量が30重量%以下であると、樹脂が流
下して成形が困難となる等の問題があった。また、複合
構造体の製造に際して、繊維状強化樹脂を加熱し流動状
態にあるプリプレグ積層体が樹脂発泡体の表面に押しつ
けられ、樹脂発泡体が変形あるいは収縮して、所定の形
状の構造体が得られないという問題もあった。また強度
を向上させるためには樹脂発泡体の代わりに外力に変形
をしない高剛性、高密度の樹脂体を用いれば良いが、こ
れは非常に重く高価なものとなる。
された繊維に樹脂を含浸させたものを言い、プリプレグ
積層体とは、プリプレグを積層させたものを言う。通常
プリプレグを積層する場合、プリプレグの繊維方向は各
層間で角度を変えて積層され異方性が打ち消される。プ
リプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わせて、発
泡体の強度を向上させた複合構造体については、プリプ
レグに従来より熱硬化性樹脂を用いるのが一般的であっ
た。すなわち、樹脂発泡体の上に繊維を載せ、これに硬
化前の樹脂を含浸させ、しかるのち含浸した樹脂を硬化
させて発泡体の表面を繊維状強化樹脂で被覆する方法、
いわゆるハンドレイアップ法が用いられていた。しか
し、この方法では発泡体と繊維状強化樹脂との接着性に
問題があった。又、発泡体に熱可塑性樹脂を用いても、
使用後の廃棄物処理に際して、繊維状強化樹脂が熱硬化
性樹脂であるため、このまま溶融して再利用することは
困難であった。このため、繊維状強化樹脂に熱可塑性樹
脂を用いる検討が盛んに行われている。この場合、強度
面から繊維状物は長繊維であること並びに樹脂中の繊維
状物の含有量が大きいことが必要である。さらに、樹脂
発泡体と繊維状強化樹脂を一体成形する場合、繊維状強
化樹脂中の樹脂の溶融温度以上にして貼り合わせるが、
繊維状物の含有量が30重量%以下であると、樹脂が流
下して成形が困難となる等の問題があった。また、複合
構造体の製造に際して、繊維状強化樹脂を加熱し流動状
態にあるプリプレグ積層体が樹脂発泡体の表面に押しつ
けられ、樹脂発泡体が変形あるいは収縮して、所定の形
状の構造体が得られないという問題もあった。また強度
を向上させるためには樹脂発泡体の代わりに外力に変形
をしない高剛性、高密度の樹脂体を用いれば良いが、こ
れは非常に重く高価なものとなる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】本発明で使用するプリプレグは、特許公開
公報昭和61−229,535号に記載されているよう
に、直径13μmのガラス繊維が1800本束ねられた
ヤーンをγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ンにより表面処理する。このヤーン100本を均一に引
っ張りながら幅200mmに揃えて、引張ながら、熱溶
融した樹脂に接触含浸させ、熱ロールで余分の樹脂をし
ごき落として製造される。この様にして得られたプリプ
レグは、厚さ0.2〜0.5mm程度であり、必要な枚
数を重ねて1〜5mmの厚さにしてプリプレグ積層体と
して使用される。繊維の含有量について言うと、繊維を
含有しない熱可塑性樹脂体は、加熱溶融している状態に
あっては、その樹脂体は流下し形状を保持し得ないが、
熱可塑性樹脂体の中に繊維を含み、且つその含有率が30
重量%以上の高含浸の場合には、加熱時において樹脂が
流出することなく、繊維強化可塑性樹脂体はその形を保
持することができる。含有量の上限として好ましくは85
容量%程度であるがこれ以上では全く成形できないとい
う訳ではない。
公報昭和61−229,535号に記載されているよう
に、直径13μmのガラス繊維が1800本束ねられた
ヤーンをγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ンにより表面処理する。このヤーン100本を均一に引
っ張りながら幅200mmに揃えて、引張ながら、熱溶
融した樹脂に接触含浸させ、熱ロールで余分の樹脂をし
ごき落として製造される。この様にして得られたプリプ
レグは、厚さ0.2〜0.5mm程度であり、必要な枚
数を重ねて1〜5mmの厚さにしてプリプレグ積層体と
して使用される。繊維の含有量について言うと、繊維を
含有しない熱可塑性樹脂体は、加熱溶融している状態に
あっては、その樹脂体は流下し形状を保持し得ないが、
熱可塑性樹脂体の中に繊維を含み、且つその含有率が30
重量%以上の高含浸の場合には、加熱時において樹脂が
流出することなく、繊維強化可塑性樹脂体はその形を保
持することができる。含有量の上限として好ましくは85
容量%程度であるがこれ以上では全く成形できないとい
う訳ではない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】発泡体は独立気泡でも連通気泡から成るも
のでも良い。独立気泡のものを使用すると強度は向上す
る。発泡倍率は100倍以下のものが用いられるが、そ
の倍率は軽量化と成型性のバランスにより選ばれ、2倍
以上60倍以下が好ましい。また、発泡体は架橋体でも
無架橋体でもよい。また、発泡体は任意の形状のものが
用いられ、単にボード状であっても、ボール状であって
もよい。
のでも良い。独立気泡のものを使用すると強度は向上す
る。発泡倍率は100倍以下のものが用いられるが、そ
の倍率は軽量化と成型性のバランスにより選ばれ、2倍
以上60倍以下が好ましい。また、発泡体は架橋体でも
無架橋体でもよい。また、発泡体は任意の形状のものが
用いられ、単にボード状であっても、ボール状であって
もよい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】次に、製造例を示す。 製造例1. プリプレグ 熱可塑性樹脂 : ポリプロピレン 強化繊維 : ガラス繊維 繊維含有率 : 70重量% 厚さ : 0.2mm 幅 : 260mm プリプレグ積層体 プリプレグを15枚積層したものであり、各層の繊維方
向は交互に90°をなす。 厚さ : 3mm 樹脂発泡体 樹脂 : ポリプロピレン 発泡倍率 : 15倍 樹脂非発泡体によるリブ 樹脂 : ポリプロピレン 高さ : 50mm 厚さ : 2mm 図8のように、厚さ2mm、高さ50mm、連続長さを
有する上記樹脂非発泡体によるリブ5枚の間に、幅21
mm、高さ50mm、連続長さを有する上記樹脂発泡体
4枚を配置し、その上より上記プリプレグ積層体を載せ
て220℃に加熱し、型枠により成形した。得られたも
のは、加熱成形による寸法変化が無く、強度の大きいも
のであった。
向は交互に90°をなす。 厚さ : 3mm 樹脂発泡体 樹脂 : ポリプロピレン 発泡倍率 : 15倍 樹脂非発泡体によるリブ 樹脂 : ポリプロピレン 高さ : 50mm 厚さ : 2mm 図8のように、厚さ2mm、高さ50mm、連続長さを
有する上記樹脂非発泡体によるリブ5枚の間に、幅21
mm、高さ50mm、連続長さを有する上記樹脂発泡体
4枚を配置し、その上より上記プリプレグ積層体を載せ
て220℃に加熱し、型枠により成形した。得られたも
のは、加熱成形による寸法変化が無く、強度の大きいも
のであった。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】
【発明の効果】繊維状強化物30重量%以上を含む熱可塑
性樹脂プリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わ
せた成形体に於いて、樹脂発泡体が熱可塑性樹脂であっ
ても、熱硬化性樹脂であっても、その一部に非発泡体部
を配置したことにより、所期目的の寸法および強度を保
持できる複合構造体を提供することができた。また再生
有効利用の点から、樹脂発泡体に用いられる樹脂とプリ
プレグ積層体に用いられる樹脂が共に、熱可塑性樹脂で
作ることも可能になったことにより、資源回収の点から
好ましい複合構造体を提供することができた。
性樹脂プリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わ
せた成形体に於いて、樹脂発泡体が熱可塑性樹脂であっ
ても、熱硬化性樹脂であっても、その一部に非発泡体部
を配置したことにより、所期目的の寸法および強度を保
持できる複合構造体を提供することができた。また再生
有効利用の点から、樹脂発泡体に用いられる樹脂とプリ
プレグ積層体に用いられる樹脂が共に、熱可塑性樹脂で
作ることも可能になったことにより、資源回収の点から
好ましい複合構造体を提供することができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細山 信幸 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 田邉 信幸 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内
Claims (10)
- 【請求項1】 繊維状強化物30容量%以上を含む熱可塑
性樹脂プリプレグ積層体を樹脂発泡体の表面に貼り合わ
せた成形体に於いて、樹脂発泡体の一部に非発泡体リブ
を配置したことを特徴とする複合構造体。 - 【請求項2】 非発泡体リブが、樹脂発泡体の一部を加
熱溶融して形成された請求項1に記載の複合構造体。 - 【請求項3】 非発泡体リブの材質が、樹脂発泡体と同
じ材質からなる請求項1に記載の複合構造体。 - 【請求項4】 非発泡体リブの材質が、樹脂発泡体と異
なる材質からなる請求項1に記載の複合構造体。 - 【請求項5】 樹脂発泡体が熱可塑性樹脂である請求項
1に記載の複合構造体。 - 【請求項6】 樹脂発泡体がプリプレグ積層体と同一の
熱可塑性樹脂からなる請求項1に記載の複合構造体。 - 【請求項7】 プリプレグ積層体の熱可塑性樹脂がポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系ポリマーよ
り選ばれたものである請求項1に記載の複合構造体。 - 【請求項8】 非発泡体リブがハネカム構造体である請
求項1に記載の複合構造体。 - 【請求項9】 非発泡体リブが円筒である請求項1に記
載の複合構造体。 - 【請求項10】 非発泡体リブが格子状である請求項1
に記載の複合構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4348311A JPH06198794A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4348311A JPH06198794A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06198794A true JPH06198794A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=18396178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4348311A Pending JPH06198794A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06198794A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010162875A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-29 | Toyota Motor Corp | ハニカム様構造体の製造方法、及びハニカム様構造体 |
| JP2012025128A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Toyota Boshoku Corp | 多層発泡基材及びその製造方法 |
| CN103038059A (zh) * | 2010-09-14 | 2013-04-10 | 旭玻璃纤维股份有限公司 | 面材强化发泡体 |
| JP5236840B1 (ja) * | 2012-07-12 | 2013-07-17 | 株式会社イノアックコーポレーション | 炭素繊維強化複合材及びその製造方法 |
| WO2014010106A1 (ja) * | 2012-07-12 | 2014-01-16 | 株式会社イノアックコーポレーション | 炭素繊維強化複合材及びその製造方法 |
| WO2016028355A1 (en) * | 2014-06-03 | 2016-02-25 | Kenji Kingsford | Composite structure reinforcement utilizing thermal properties of forming elements |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP4348311A patent/JPH06198794A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010162875A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-29 | Toyota Motor Corp | ハニカム様構造体の製造方法、及びハニカム様構造体 |
| JP2012025128A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Toyota Boshoku Corp | 多層発泡基材及びその製造方法 |
| CN103038059A (zh) * | 2010-09-14 | 2013-04-10 | 旭玻璃纤维股份有限公司 | 面材强化发泡体 |
| JP5236840B1 (ja) * | 2012-07-12 | 2013-07-17 | 株式会社イノアックコーポレーション | 炭素繊維強化複合材及びその製造方法 |
| WO2014010106A1 (ja) * | 2012-07-12 | 2014-01-16 | 株式会社イノアックコーポレーション | 炭素繊維強化複合材及びその製造方法 |
| CN103648763A (zh) * | 2012-07-12 | 2014-03-19 | 井上株式会社 | 碳纤维增强复合材料及其制造方法 |
| US9643380B2 (en) | 2012-07-12 | 2017-05-09 | Inoac Corporation | Carbon fibre reinforced composite material and production method thereof |
| WO2016028355A1 (en) * | 2014-06-03 | 2016-02-25 | Kenji Kingsford | Composite structure reinforcement utilizing thermal properties of forming elements |
| US11577432B2 (en) | 2014-06-03 | 2023-02-14 | Kenji Kingsford | Composite structure reinforcement utilizing thermal properties of forming elements |
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