JP3098478B2 - 炭素繊維複合成形品の製法 - Google Patents
炭素繊維複合成形品の製法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量で、強度、剛
性、寸法安定性、及び耐久性に優れ、かつ特徴ある異方
性光沢を有する炭素繊維複合成形品の製法に関する。
性、寸法安定性、及び耐久性に優れ、かつ特徴ある異方
性光沢を有する炭素繊維複合成形品の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維複合材料は、軽量で且つ高強度
であると云う特徴から航空機、自動車、スポーツ、レジ
ャー、その他各種工業用途に利用されている。一方、炭
素繊維複合材料は、それを構成する炭素繊維集束体の配
向性によって特徴ある異方性光沢を有し、更に表面に塗
装等の処理を施すことによって深みのある重厚な外観を
与え、また導電性、Ｘ線透過性、電磁波遮蔽性等の特徴
を有している。
であると云う特徴から航空機、自動車、スポーツ、レジ
ャー、その他各種工業用途に利用されている。一方、炭
素繊維複合材料は、それを構成する炭素繊維集束体の配
向性によって特徴ある異方性光沢を有し、更に表面に塗
装等の処理を施すことによって深みのある重厚な外観を
与え、また導電性、Ｘ線透過性、電磁波遮蔽性等の特徴
を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる特性
を有する炭素繊維複合材料を用いて、外観及び物性の優
れた炭素繊維複合成形品を簡易且つ効率的に製造し得る
方法を提供するものである。
を有する炭素繊維複合材料を用いて、外観及び物性の優
れた炭素繊維複合成形品を簡易且つ効率的に製造し得る
方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
の要旨は、連続した炭素繊維からなる、厚さ０.０１〜
２.０ｍｍの炭素繊維複合材料板の表面に厚み０.０１〜
３０ｍｍとなるように熱可塑性樹脂を射出成形して、結
合一体化せしめることを特徴とする炭素繊維複合成形品
の製法にあり、第２の要旨は、２枚の連続した炭素繊維
からなる、厚さ０.０１〜２.０ｍｍの炭素繊維複合材料
板の中間に厚み０.０１〜３０ｍｍとなるように熱可塑
性樹脂を射出成形して、結合一体化せしめることを特徴
とする炭素繊維複合成形品の製法。
の要旨は、連続した炭素繊維からなる、厚さ０.０１〜
２.０ｍｍの炭素繊維複合材料板の表面に厚み０.０１〜
３０ｍｍとなるように熱可塑性樹脂を射出成形して、結
合一体化せしめることを特徴とする炭素繊維複合成形品
の製法にあり、第２の要旨は、２枚の連続した炭素繊維
からなる、厚さ０.０１〜２.０ｍｍの炭素繊維複合材料
板の中間に厚み０.０１〜３０ｍｍとなるように熱可塑
性樹脂を射出成形して、結合一体化せしめることを特徴
とする炭素繊維複合成形品の製法。
【０００５】
【発明の実施の形態】炭素繊維複合材料板としては、炭
素繊維を一方向に引き揃えてシート状にし、公知の熱硬
化性樹脂（エポキシ、ポリエステル、フェノール、ビニ
ルエステル、ポリイミド等）および、公知の熱可塑性樹
脂（ナイロン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、アクリル
等）を含浸せしめた一方向プリプレグを必要に応じて適
宜積層し、加熱加圧して得られる炭素繊維複合材料板が
代表例として挙げられる（特願平２−４１８５２５号，
同４−３２３４４号，同４−３２３４５号明細書に記
載）。
素繊維を一方向に引き揃えてシート状にし、公知の熱硬
化性樹脂（エポキシ、ポリエステル、フェノール、ビニ
ルエステル、ポリイミド等）および、公知の熱可塑性樹
脂（ナイロン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、アクリル
等）を含浸せしめた一方向プリプレグを必要に応じて適
宜積層し、加熱加圧して得られる炭素繊維複合材料板が
代表例として挙げられる（特願平２−４１８５２５号，
同４−３２３４４号，同４−３２３４５号明細書に記
載）。
【０００６】さらに、一方向プリプレグの代わりに炭素
繊維からなる織物、編み物に公知の方法で適宜、熱硬化
性樹脂または熱可塑性樹脂を含浸せしめ、必要に応じて
積層し、加熱加圧せしめた厚み０.０１〜２.０ｍｍの炭
素繊維複合材料板も使用される。
繊維からなる織物、編み物に公知の方法で適宜、熱硬化
性樹脂または熱可塑性樹脂を含浸せしめ、必要に応じて
積層し、加熱加圧せしめた厚み０.０１〜２.０ｍｍの炭
素繊維複合材料板も使用される。
【０００７】本発明で用いる炭素繊維複合材料板の厚み
は０.０１〜２.０ｍｍである。５〜１０μ径をもつ通常
の炭素繊維フィラメントの場合、厚み０.０１ｍｍ未満
の複合材料板またはフィルムを製作することは困難であ
り、逆に厚み２.０ｍｍを越える複合材料板は、射出成
形金型内に入れるために必要な曲げ及び撓み変形に乏し
くなるので好ましくない。
は０.０１〜２.０ｍｍである。５〜１０μ径をもつ通常
の炭素繊維フィラメントの場合、厚み０.０１ｍｍ未満
の複合材料板またはフィルムを製作することは困難であ
り、逆に厚み２.０ｍｍを越える複合材料板は、射出成
形金型内に入れるために必要な曲げ及び撓み変形に乏し
くなるので好ましくない。
【０００８】なお、本発明の趣旨に従って、炭素繊維複
合材料の成形に際し、ガラス繊維、アラミド繊維、その
ほかの有機または無機繊維をハイブリッドとして併用す
ることは何ら差し支えない。また、取扱い性を改良する
ために積極的にハイブリッド材とすることも可能であ
る。
合材料の成形に際し、ガラス繊維、アラミド繊維、その
ほかの有機または無機繊維をハイブリッドとして併用す
ることは何ら差し支えない。また、取扱い性を改良する
ために積極的にハイブリッド材とすることも可能であ
る。
【０００９】炭素繊維複合材料板の表面または２枚の炭
素繊維複合材料板中間に樹脂層を形成する熱可塑樹脂と
しては、ナイロン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、アクリ
ル、その他、射出成形できる樹脂であればよく、公知の
熱可塑性樹脂または、強化熱可塑性樹脂から、マトリッ
クス樹脂との接着性、劣化温度等を考慮にいれ、適宜選
定使用することが可能である。樹脂層の厚み、すなわ
ち、炭素繊維複合材料板との厚み比率は、性能発揮効率
と材料費のバランスから決定される。
素繊維複合材料板中間に樹脂層を形成する熱可塑樹脂と
しては、ナイロン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、アクリ
ル、その他、射出成形できる樹脂であればよく、公知の
熱可塑性樹脂または、強化熱可塑性樹脂から、マトリッ
クス樹脂との接着性、劣化温度等を考慮にいれ、適宜選
定使用することが可能である。樹脂層の厚み、すなわ
ち、炭素繊維複合材料板との厚み比率は、性能発揮効率
と材料費のバランスから決定される。
【００１０】軽量かつ高剛性の材料を得るためには、２
枚の炭素繊維複合材料板の中間層に熱可塑性樹脂層を形
成して、サンドイッチ構造体とするのが効果的である。
また、炭素繊維の特徴ある異方性光沢を成形品外観に生
かすためには、外層を炭素繊維複合材料にすることが効
果的である。これらの方法により、軽量、高性能、好外
観の成形品が得られる。
枚の炭素繊維複合材料板の中間層に熱可塑性樹脂層を形
成して、サンドイッチ構造体とするのが効果的である。
また、炭素繊維の特徴ある異方性光沢を成形品外観に生
かすためには、外層を炭素繊維複合材料にすることが効
果的である。これらの方法により、軽量、高性能、好外
観の成形品が得られる。
【００１１】さらに、炭素繊維複合材料板を表面に出し
た成形品では、炭素繊維複合材料板のマトリックスと樹
脂層を形成する樹脂をともにアクリル系樹脂とすること
により、炭素繊維に独特の深みのある光沢、模様がより
鮮やかに現れ、意匠効果を発揮する。
た成形品では、炭素繊維複合材料板のマトリックスと樹
脂層を形成する樹脂をともにアクリル系樹脂とすること
により、炭素繊維に独特の深みのある光沢、模様がより
鮮やかに現れ、意匠効果を発揮する。
【００１２】本発明の炭素繊維複合成形品は、既存の射
出成形機を用いても製造することができるが、インジェ
クションプレスを用いることで、大型成形品の成形が可
能となり、また、炭素繊維複合材料板と樹脂層との接着
が強固なものとなる。
出成形機を用いても製造することができるが、インジェ
クションプレスを用いることで、大型成形品の成形が可
能となり、また、炭素繊維複合材料板と樹脂層との接着
が強固なものとなる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に具体的に
説明する。
説明する。
【００１４】［実施例１］炭素繊維３０００本を集束し
た炭素繊維トウ（三菱レイヨン社製パイロフィルＴＲ４
０）を用いて製織（経緯とも１２.５本／インチ）した
炭素繊維織布に、アクリル系樹脂を含浸して０.３ｍｍ
厚のシート状物を形成した。
た炭素繊維トウ（三菱レイヨン社製パイロフィルＴＲ４
０）を用いて製織（経緯とも１２.５本／インチ）した
炭素繊維織布に、アクリル系樹脂を含浸して０.３ｍｍ
厚のシート状物を形成した。
【００１５】次に、このシート状物を９５×５２０ｍｍ
に切断して皿金型底部にセットし、ポリメチルメタクリ
レート（三菱レイヨン社製アクリライトＶＨ）を、シリ
ンダー温度２５０℃，金型温度６０℃の条件で射出成形
して、外層に炭素繊維複合材料層をもつ、３ｍｍ厚の成
形品を得た。
に切断して皿金型底部にセットし、ポリメチルメタクリ
レート（三菱レイヨン社製アクリライトＶＨ）を、シリ
ンダー温度２５０℃，金型温度６０℃の条件で射出成形
して、外層に炭素繊維複合材料層をもつ、３ｍｍ厚の成
形品を得た。
【００１６】これから切り出した試験片に対して、ＡＳ
ＴＭ Ｄ−７９０に準じた曲げ試験を実施したところ、
表１の如く優れた特性を示した。また表面は炭素繊維複
合材料特有の高級重厚感をもち、日用品、自動車内装品
へ有効に利用できるものであった。
ＴＭ Ｄ−７９０に準じた曲げ試験を実施したところ、
表１の如く優れた特性を示した。また表面は炭素繊維複
合材料特有の高級重厚感をもち、日用品、自動車内装品
へ有効に利用できるものであった。
【００１７】［実施例２］エポキシ樹脂をマトリックス
樹脂とする炭素繊維クロスプリプレグ（三菱レイヨン社
製ＴＲ３１１０ ３４０）１層を硬化したシートを用い
るほかは、実施例１と同様な方法によって、外層に炭素
繊維複合材料層をもつ、３ｍｍ厚の成形品を得た。
樹脂とする炭素繊維クロスプリプレグ（三菱レイヨン社
製ＴＲ３１１０ ３４０）１層を硬化したシートを用い
るほかは、実施例１と同様な方法によって、外層に炭素
繊維複合材料層をもつ、３ｍｍ厚の成形品を得た。
【００１８】これから切り出した試験片に対して、ＡＳ
ＴＭ Ｄ−７９０に準じた曲げ試験を実施を実施したと
ころ、表１の如く優れた特性を示した。
ＴＭ Ｄ−７９０に準じた曲げ試験を実施を実施したと
ころ、表１の如く優れた特性を示した。
【００１９】［実施例３］射出する樹脂を炭素繊維強化
ポリカーボネート樹脂（三菱レイヨン社製パイロフィル
ペレットＰＣ−Ｃ−２０）に、シリンダー平均温度を３
００℃、金型温度８０℃にかえた他は、実施例１と同様
の操作を行って、３ｍｍ厚の成形品を得た。
ポリカーボネート樹脂（三菱レイヨン社製パイロフィル
ペレットＰＣ−Ｃ−２０）に、シリンダー平均温度を３
００℃、金型温度８０℃にかえた他は、実施例１と同様
の操作を行って、３ｍｍ厚の成形品を得た。
【００２０】これから切り出した試験片に対して、ＡＳ
ＴＭ Ｄ−７９０に準じた曲げ試験を実施を実施したと
ころ、表１の如く優れた特性を示した。
ＴＭ Ｄ−７９０に準じた曲げ試験を実施を実施したと
ころ、表１の如く優れた特性を示した。
【００２１】［実施例４］シートの切断寸法を１４５×
５２０ｍｍに変更したほかは、実施例１と同様な方法で
トレー壁面にも炭素繊維複合材料層のある３ｍｍ厚の成
形品を得た。断面観察を行ったところ、角部の炭素繊維
に座屈等の欠陥はなく良好な成形品であった。
５２０ｍｍに変更したほかは、実施例１と同様な方法で
トレー壁面にも炭素繊維複合材料層のある３ｍｍ厚の成
形品を得た。断面観察を行ったところ、角部の炭素繊維
に座屈等の欠陥はなく良好な成形品であった。
【００２２】［実施例５］ゲート部に当たる部分に１３
ｍｍφの穴を開けたシートと穴を開けないシートを重ね
て金型内にセットしたほかは実施例１と同様の操作を行
って、樹脂層の両面に炭素繊維複合材料層をもつ３ｍｍ
厚のサンドイッチ成形品を得た。
ｍｍφの穴を開けたシートと穴を開けないシートを重ね
て金型内にセットしたほかは実施例１と同様の操作を行
って、樹脂層の両面に炭素繊維複合材料層をもつ３ｍｍ
厚のサンドイッチ成形品を得た。
【００２３】これから切り出した試験片に対して、ＡＳ
ＴＭ Ｄ−７９０に準じた曲げ試験を実施を実施したと
ころ、表１の如く特に優れた特性を示した。また表面は
炭素繊維複合材料特有の高級重厚感をもち、日用品、自
動車内装品へ有効に利用できるものであった。
ＴＭ Ｄ−７９０に準じた曲げ試験を実施を実施したと
ころ、表１の如く特に優れた特性を示した。また表面は
炭素繊維複合材料特有の高級重厚感をもち、日用品、自
動車内装品へ有効に利用できるものであった。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】上述の如く構成された本発明によれば、
外観及び物性の優れた炭素繊維複合成形品を極めて簡易
且つ効率的に得ることが出来る。
外観及び物性の優れた炭素繊維複合成形品を極めて簡易
且つ効率的に得ることが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84
Claims (5)
- 【請求項１】 連続した炭素繊維からなる可撓性を有す
る、厚さ０.０１〜２.０ｍｍの炭素繊維複合材料板の表
面に厚み０.０１〜３０ｍｍとなるように熱可塑性樹脂
を射出成形して、結合一体化せしめることを特徴とする
炭素繊維複合成形品の製法。 - 【請求項２】 ２枚の連続した炭素繊維からなる可撓性
を有する、厚さ０．０１〜２．０ｍｍの、炭素繊維複合
材料板の中間に厚み０．０１〜３０ｍｍとなるように熱
可塑性樹脂を射出成形して、結合一体化せしめることを
特徴とする炭素繊維複合成形品の製法。 - 【請求項３】 炭素繊維複合材料板のマトリックス樹脂
が、アクリル系樹脂である請求項１又は２記載の炭素繊
維複合成形品の製法。 - 【請求項４】 熱可塑性樹脂層を形成する樹脂が、アク
リル系樹脂である請求項１又は２記載の炭素繊維複合成
形品の製法。 - 【請求項５】 射出成形をインジェクションプレスによ
り行う請求項１項又は２記載の炭素繊維複合成形品の製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09326197A JP3098478B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 炭素繊維複合成形品の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09326197A JP3098478B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 炭素繊維複合成形品の製法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4173296A Division JP3035409B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 炭素繊維複合成形品の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10156881A JPH10156881A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3098478B2 true JP3098478B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=18185106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09326197A Expired - Lifetime JP3098478B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 炭素繊維複合成形品の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098478B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4107709B2 (ja) * | 1998-04-20 | 2008-06-25 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維強化プラスチック製サンドイッチボードの評価方法 |
| JP5098132B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2012-12-12 | 東レ株式会社 | 繊維強化樹脂製サンドイッチパネル |
| DE102004051334A1 (de) * | 2004-10-21 | 2006-05-04 | Christian Fuchs | Verfahren zur Herstellung eines formstabilen, mit einem textilen Flächengebilde, insbesondere einer Faserverbundstruktur überzogenen Gegenstands |
| JP4973745B2 (ja) * | 2010-02-01 | 2012-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 連続繊維プリプレグの成形方法 |
| JP5565566B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2014-08-06 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 炭素繊維強化プラスチック成形体 |
| JP5565565B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2014-08-06 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 炭素繊維強化プラスチック成形体 |
| KR101537862B1 (ko) * | 2013-11-27 | 2015-07-17 | 롯데케미칼 주식회사 | 자동차용 하이브리드 시트프레임 |
| JP2017144567A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 東レ株式会社 | 熱可塑性樹脂成形体 |
-
1997
- 1997-11-27 JP JP09326197A patent/JP3098478B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH10156881A (ja) | 1998-06-16 |
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