JPS5967014A - 長繊維強化プラスチツク成形品の製造方法 - 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】 本発明はｆ％繊維強化プラスチック成形品の製造方法に
関１ｊる。

長！Ｉｌｉ　ＩＩ（Ｅ強化プラスチックとは、プラスナ
ックの強度、剛性等を長繊維によって補強した複合月利
である。これは母材であるプラスブック内に分散材であ
る長繊維を埋設固定した構造を成し、強度等の諸性性の
優れた軽ｆｔ１材料として、近年注目を集めている。

従来かかる長繊維強化プラスデックの成形品は、プレス
成形法、引抜成形法等によって製造していた。

プレス成形法とは、長繊維を多数集めて紡糸した［］−
ピングに、熱硬化性樹脂を含浸した後、これを引き揃え
てプリプレグと称するシー１〜状の中間素材とし・、該
プリプレグを必要枚数積層して金型内でプしＩス成形し
、所定形状の製品を製造する方法である。しかし、プリ
プレグの厚さは０．　１〜０．２ｍｍ稈度であるため、
所望の゛成形品を１！７るために（」一般にプリプレグ
を非常に多数枚積層しく１ＬＪ　’ｔ’ｌぽならず、生
産性に限界があった。また、中間索材であるプリプレグ
の製作には離型紙等が必要であり、さらにはプリプレグ
の保存、管理も、ｌ＼とつくため非常に困難であった。

引抜成形法どＬＪ：　、長繊維を多数集めて紡糸した「
１−ヒングに熱硬化性樹脂を含浸した後、これを一方向
に配列し、連続的に一定断面形状のダイス中を通し、該
ダイス中で硬化反応を完了さけ、一定器面形状の長尺状
の製品を連続的にダイスから取り出すことによって製］
告する方法である。この方法は、生産性はプレス成形法
より優れているものの、１９られる製品の断面形状はダ
イスの断面形状に依存し一様どなってしまうため、断面
形状の変化づる成形品は製造できないという欠点を有す
る。

本発明は従来の製造方法のかかる欠点に鋤み案出された
ものであり、生産性にばれ、かつ、断面形状の一様でな
い製品をも製造し得る製造方法を提供するｔ）のである
。

即ら、本発明の艮８Ｂ　ＩＣ強化プラスチック成形品の
製造方法は、ダイスによって、一定断面をイ１づる半硬
化状態の長尺状の中間製品を連続的に製造Ｊる二Ｆ程と
、該中間索４Ａを所定長さに切断した後、該切断しＩ、
＝中間索材を１っであるいは所定数集めてプレス成形し
、所定形状の成形品を製造する工程とから成ることを特
徴とづるものである。

中間索材を製造する工程＋、＋、多数の長繊維の外周面
を未硬化状態の熱硬化性樹脂で被覆し、これを一方向（
、配列した後、連続的に一定断面形状のダイス中を通し
、該ダイス内で加熱等して硬化反応を途中３１で進めて
半硬化状態とし、これを連続的に該ダーイスから取り出
して中間素材を１！−７る工程である。

プレス成形の工程は、前記半硬化状態の中間索材を製品
に必要な長さに切断した後、該切断した中間索材を１っ
て、あるいは製品に必要な個数集めて金型内に積層又は
配列し、これを該金型内で加熱、７ＪＩ　ｎ’−Ｌ、て
硬化反応を完了さげ、所望の形状の成形品を製造Ｊる工
程である。

良識！（１とは前述の如く、良識籍強化プラスチックの
分１）シ材、補強材どして、該長繊維強化プラスデック
の剛性等を向上させる機能を有する。長繊維どして何を
用いるかは、良識紐強化プラスチック成形品の用途に応
じて選択できる。たとえば、炭素繊肩１、ボロン繊１Ｉ
−Ｉｔ、シリ−１ンカーバイド繊肩１、アルミナ繊着、
シリカ繊維、高配向高分子繊組、ガラスＵＪｉ紐等を用
いることができる。高配向高分−ｒ’　ｓａ　ｓｉ　ト
ｔｉｔ、タトエハ−Ｎ　ｌ−１−Ｃ＞−Ｎ　ｌ−Ｉ　Ｃ
Ｏ−Ｑ−Ｃ〇−て示され、ケブラー（商標名）として知
られる繊維である。なお、長繊維として２種類以上の長
繊維を併用してもよい。

熱硬化性樹脂とは、前記長繊維を埋設する主体となる母
相である。熱硬化性樹脂もまた、長繊維強化プラスチッ
ク成形品の用途に応じ選択できる。

たとえば、エポキシ樹脂、不飽和ポリｌステル樹脂、−
ノ１ノール樹脂、ビニルニスデル樹脂、アリル樹脂等を
用いることができる。

長繊維に未硬化状態の熱硬化性樹脂を連続的に被覆する
６法としては、たとえば、含浸槽に満たした未硬化の熱
硬化性樹脂中に、刀イドロール等で導いた長繊維を連続
的に潜らせるという方法がある。なお、この後長繊維（
、ｊｌ、引き続いて刀イド［Ｊ−ル等で一方向に配列ｌ
）でロービングとし、クイス中ヘラりく。

ダイス中で熱硬化性樹脂を加熱して半硬化状態どするた
めには、加熱温度、加熱時間を制御づる。

また、電子線照射によって半硬化状態とすることもでき
る。この場合、照射強度、照射時間を制御刀ることによ
り半硬化の中間素材が得られる。

こうして半硬化状態とした後クイズから連続的に取り出
１ノ、一定断面の長尺状の中間素材を得る。

中間索材は、引ぎ続いてプレス成形工程へ送ってもよく
、あるいは中間素材としてそのまま保存してもよい。

プレス成形工程では中間索材を所定長さに切断した後、
該切断した中間素材を１つで、あるいは必要個数集めて
積層、配列し、これを金型内で加熱、加圧して硬化反応
を完了させ、所定形状の良機紐強化グラスチック成形品
を得る。なａ５、中間素材（ユ良識肩］によって一方向
にのみ強化されているが、プレス成形■稈にＡ３いて、
航紀配列をＪ］失すること（こよって、４１意の方向に
強化した成形品を１！７ることかできる。

本発明の製造方法は、従来の製ｊ告方法に比し、以下の
点で侵れている。

第１に生産性が優れている。中間素材は比較的大きな形
状であるため、プレス成形加工に際し、あまり多数の積
層、配列は必要としない。所望の成形品の大きさが中間
素材の人ぎさと略合致している場合は、中間素材は単独
でも足りる。また、該中間索イオは長繊維から連続的に
１ｑることができる。

第２に中間索イΔの保存が容易である。即ち中間素材は
半硬化状態であるため流動性がなく、べとつかない。そ
のため離型紙等を用いなくども積層して保存でき、取り
扱いも容易である。

第３に、切断した中間索４Δを１つたり用いて金型でプ
レス成形する場合は、プリプレグを積層する場合のＪ、
うイ１、成形品の剥離といった問題も起こらない。

以下、本考案を実施例に即し、具体的に説明する。

第１図は以下の実施例において中間素材の製ｊ告に使用
サイ〉中間累月製造装置の模式図であり、第２図は中間
素材のプレス成形に使用刃−る金型の模式図である３゜ 中間索ト１５１Ｊ造装置は、長繊維ロービングを巻きつ
りだ巻き取りロール１１と、その右側、即ち長ｌＪｉ紺
の進（ｊｈ向に順次配置された、未硬化の樹脂を入れる
樹脂含浸槽１２と、加熱成形ダイス１３と、引取り装置
１４とから成る。樹脂含浸槽１２に【ま巻き取りロール
１１から引き出した長繊維口・−ピングをガイドするガ
イドロール１２１が備えられでいく）１．加熱成形ダイ
ス１３にはン易瓜制御系が備えられ−Ｃいる。

金３１は、上型２１ど下型２２どから成り、加熱、加圧
手段を備えている。

第１実施例 以下の手順で本発明を実施した。

（１）直？￥１７／１ｍのガラス繊維をロービングとし
、巻き取り装置１１にレットした。

（２）巻き取り装置１１からガラス繊維ロービング５０
を引き出し、ガイドロール１２１によって樹脂含浸層１
２に満たした未硬化状態の不飽和ポリ王ステル樹脂中を
潜らけ、ガラス繊維に不飽和ポリエステル樹脂を被覆し
た。

（３）不飽和ポリエステル樹脂を被覆したガラス４８　
Ｉｆロービング５１を一方面に配列し、加熱成形ダイス
１３へ連続的に通した。

（４）加熱成形ダイス１３中で前記ロービング５１を１
００″Ｃに加熱し、かつ該ロービング５１の同一部分が
加熱成形ダイス１３中に２０分間存在するＪ、うに、引
取り装置１４によって該ロービング５１の進行速度を制
御した。なお、加熱成形ダイスの断面形状は円形であり
、断面積は７８゜５ｍｍ２である。

（５）こうして不飽和ポリエステル樹脂を加熱成形ダイ
ス１３内で半硬化状態とし、引き取り装置１４にＪ、っ
て加熱成形ダイス１３から連続的に引き出し、中間素材
５２を得た。

（６）中間素材５２を３ｑｃｍの長さに切断し、これを
２間積層し、金型のキャビティに収納した。

（７）位型を１５０°Ｃ２０１ｕ＋／　ｃｍ２に３ｑ分
間加熱加圧して繊維含有率が（３Ｑｖｏ１％のガラス繊
維強化プラスチック成形品を１９だ。

こうして製造した成形品の曲げ強度、曲げ弾性率は、乾
燥時で１２０ｋｇ／ｍｍ？、４　ｘ　１０３　ｋ（＋／
ｍｍ２、湿ｔｌ’／１時ｒ９０ｋＱ／ｍｍ２．２．５ｘ
　１０３ｋｇ／ｍｍ２と（得れていた。

第２実施例 第２実施例も第１実施例と略同様である。第２実施例が
り′１１実施例と異なる点は、長繊維どして直径８μｎ
１の炭素Ａｌｌ１紺を、また、熱硬化性樹脂として′エ
ボｉシ樹脂を用いた点である。なお第２実施例では、加
熱成形ダイス１３の加熱温度は１゜０℃、加熱時間は２
０分間であり、金型での加熱温度は１７０℃、圧力は２
０　ｋｇ／　ｃｍ　２、加熱加圧時間は１００分間であ
る。

第２実施例で得た成形品の曲げ強度、曲げ弾性率（ま、
乾燥時て１５０ｋｇ／ｎｖ２．１２ｘ　１０３　ｋｇ／
　ｍｎｌ　２　、　？！ｉ！　ｌＩ′Ｉｊ　ｎ３　　で
　１　２　０　　ｋｑ／ｍｍ　２　、９　　ｘ　　１　
０３１（Ｑ／′ｍｍ２ど閉れていた。

Ｊス上要りるに本発明は、長繊帷がら引抜成形にＪ、−
）で生硬化状態の中間累月を連続的に製造づ−る■稈と
、該中間基（イをプレス成形するＩ稈どがら成る良繊肩
１強化プラスチック成形品の製造方法である。

実施例によ−〕で詳述したところｌ）日らも明らか４丁
如く、本発明の製造方法は、断面形状の一様でないＪ’
Ｌ　ｈ状の成形品、たとえばワイパーアーム、ブレード
金具等を、生産性良く製造づるに最適の製造方法である
。また、本発明の方法によって製造しＩ、二成形品の強
度、剛性等はＩＣれている。

【図面の簡単な説明】

第１図（ユ中間累利製造装置の模式図、第２図（，１金
型の模式図である。 １１・・・巻き取りロール　　１２・・・樹脂含浸槽１
３・・・加熱成形ダイス　　１４・・・引取り装置２１
・・・ｌ　ｌ：Ｉ　　　　　　２２・・・下型５０・・
・１に繊組ロービング　　５２・・中間素材特許出願人
　　　日本電装株式会社 代理人　　弁理士　　入用　宏 四　　　弁ＪＩＰ士　　藤谷　作 同　　　弁理士　　丸山明夫

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の長繊維の外周面に未硬化の熱硬化性樹脂を
   被覆し、一方向に配列して連続的に一定断面形状のダイ
   ス中を通し、該ダイス中で硬化反応を進め半硬化状態と
   して、一定断面を有する長尺状の中間素材を連続的に製
   造する工程と、該中間素材を所定長さに切断した後、金
   型内に挿入、Ｊ：たは所定数個積層あるいは配列し、該
   金型内で加熱、ｈｌ’Ｉ　Ｌ＋：　して硬化反応を完了
   させる工程とから成ることを特徴とする長繊維強化プラ
   スチック成形品の製造方法。
2. （２）前記長繊維は、炭素繊維、ボロン繊組、シリ−１
   ンカーバイドｌ１ｆｆ、アルミナ繊組、シリカ繊組、高
   配向高分子繊維、ガラス繊維の１種又は２種以上であり
   、前記熱硬化性樹脂は、エボ：１ニジ樹脂、不飽和ポリ
   １−ステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂
   、アリル樹脂の１種である特許請求の範囲第１項記載の
   艮ｍ維強化プラスチック成形品の製造方法。