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JPH0818346B2 - Fiber-reinforced resin product and manufacturing method thereof - Google Patents
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JPH0818346B2 - Fiber-reinforced resin product and manufacturing method thereof - Google Patents

Fiber-reinforced resin product and manufacturing method thereof

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JPH0818346B2
JPH0818346B2 JP3271570A JP27157091A JPH0818346B2 JP H0818346 B2 JPH0818346 B2 JP H0818346B2 JP 3271570 A JP3271570 A JP 3271570A JP 27157091 A JP27157091 A JP 27157091A JP H0818346 B2 JPH0818346 B2 JP H0818346B2
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fiber
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resin
fiber preform
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和実 藤田
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フィラメントワインデ
ィング法(以下、FW法と略す)で成型した繊維を強化繊
維とする繊維強化樹脂製品およびその製造方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber reinforced resin product having a fiber formed by a filament winding method (hereinafter abbreviated as FW method) as a reinforcing fiber and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、繊維強化材として連続繊維を用
い、マトリクス樹脂を反応射出成形法で成形する連続繊
維強化樹脂においては、繊維強化材としてブレード(編
組)、クロスあるいはテープ等が用いられている。 この種の繊維強化樹脂で、 複数種の繊維を混合した繊維
強化材を得ようとした場合、 それぞれの繊維種のブレー
ドを別個に用意して、 それを積層する方法が採られてい
る。即ち、図4に示すように、マンドレル1に繊維種A
のブレード2を巻き付けた後、別種の繊維種Bのブレー
ド3を巻き付け、この異なるブレード2,3を積層して
成型した繊維強化材を金型のキャビティ内に配置し、該
キャビティ内にRIMナイロンあるはシクロペンタジエ
ンを注入して反応射出成形法により繊維強化樹脂を成形
している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a continuous fiber is used as a fiber reinforcing material, and a continuous fiber-reinforced resin obtained by molding a matrix resin by a reaction injection molding method uses a blade (braid), cloth or tape as the fiber reinforcing material. There is. When an attempt is made to obtain a fiber reinforced material in which a plurality of types of fibers are mixed with this type of fiber reinforced resin, a method is employed in which blades of each fiber type are separately prepared and laminated. That is, as shown in FIG. 4, the mandrel 1 has a fiber type A
After wrapping the blade 2 of No. 1, the blade 3 of another fiber type B is wound, and the fiber reinforcing material formed by laminating the different blades 2 and 3 is placed in the cavity of the mold, and the RIM nylon is placed in the cavity. Alternatively, cyclopentadiene is injected to mold the fiber reinforced resin by the reaction injection molding method.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなブレード
を積層して繊維強化材を成型する場合、製品の剛性、弾
性率、耐衝撃性、重量、肉厚、振動吸収性およびその他
の機能を設計しようとした場合、異種繊維の混合比を、
ブレード層の目付け量(単位長さ当たりの繊維量)もしく
は夫々の種類の繊維の積層枚数でしか制御出来ず、 設計
の自由度が小さくなる問題がある。
When the above-mentioned blades are laminated to form a fiber reinforced material, the rigidity, elastic modulus, impact resistance, weight, wall thickness, vibration absorption and other functions of the product can be obtained. If you try to design,
There is a problem in that the degree of freedom in design is reduced because it can be controlled only by the basis weight of the blade layer (fiber amount per unit length) or the number of laminated fibers of each type.

【0004】また、別種のブレードを内層から外層へと
積層して複数種の繊維を混合した場合、図5に示すよう
に、例えば、外層側に配置する繊維として平滑性を重視
して強度の小さい繊維3を配置した場合、外層側の強度
が弱くなる。即ち、内層から外層にわたる肉厚全体に均
一な強度を与えることが出来ず、厚さ方向において強度
の差が生じる。よって、例えば、外層の表面側に平滑性
および高強度の両方の機能を付与したい場合には、その
要望を満たすことが困難となる。
When different kinds of blades are laminated from the inner layer to the outer layer and a plurality of kinds of fibers are mixed, as shown in FIG. 5, for example, the fibers arranged on the outer layer side are emphasized in terms of smoothness and strength. When the small fibers 3 are arranged, the strength on the outer layer side becomes weak. That is, uniform strength cannot be given to the entire wall thickness from the inner layer to the outer layer, and a difference in strength occurs in the thickness direction. Therefore, for example, when it is desired to impart both smoothness and high strength to the surface side of the outer layer, it becomes difficult to satisfy the demand.

【0005】本発明は上記したブレードの積層による複
数種の繊維を用いる場合に生じる問題を解消せんとする
もので、異種類の繊維の混合比を任意に制御できると共
に、内層から外層にわたって肉厚全体に均一な機能が要
求される場合には、その要求を満たすことが出来るよう
にすることを目的とするものである。
The present invention is intended to solve the problem that occurs when a plurality of types of fibers are laminated by laminating blades as described above, and the mixing ratio of different types of fibers can be arbitrarily controlled, and the wall thickness from the inner layer to the outer layer can be controlled. When a uniform function is required for the whole, the purpose is to be able to meet the demand.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はFW法により繊維予備成型体を設けること
を特徴とし、FW法によりマンドレルに取り付けた中子
に連続繊維強化材の巻き付けて内層より外層へと順次積
層していくことにより、任意の繊維を任意の量だけ任意
の位置に均一に分布させることを可能とし、内層から外
層にわたって肉厚全体に均一に複数種類の繊維を配置す
ることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a fiber preform is provided by the FW method, and a continuous fiber reinforcement is wound around a core attached to a mandrel by the FW method. By sequentially stacking from the inner layer to the outer layer, it is possible to evenly distribute any fiber in any amount in any position, and arrange multiple types of fibers evenly throughout the wall thickness from the inner layer to the outer layer. It is characterized by doing.

【0007】即ち、本発明は、請求項1で、複数種類の
繊維をフィラメントワインディング法で巻き付けて形成
した繊維予備成形体と、該繊維予備成形体に反応射出成
形法により含浸させる樹脂からなるマトリクス樹脂とよ
りなり、上記繊維予備成形体は上記複数種類の繊維を同
一層に均一に分布させていると共にこの複数種類の繊維
からなる層を内層側から外層側にかけて設けて肉厚全体
にわたって分布させていることを特徴とする繊維強化樹
脂製品を提供している。
That is, according to the present invention, in claim 1, a matrix comprising a fiber preform formed by winding a plurality of kinds of fibers by a filament winding method, and a resin impregnated into the fiber preform by a reaction injection molding method. The fiber preform is made of a resin, and the plurality of types of fibers are evenly distributed in the same layer, and a layer formed of the plurality of types of fibers is provided from the inner layer side to the outer layer side to distribute the entire thickness. We provide fiber-reinforced resin products that are characterized by

【0008】さらに、本発明は、請求項2で、中子の外
周面に、複数種類の繊維を混合しながらフィラメントワ
インディング法により巻き付けて、同一層に複数種類の
繊維を均一に巻き付けると共に、さらに、内層側から外
層側へと肉厚の全体にわたって複数種類の繊維を均一に
巻き付けて繊維予備成形体を形成し、該繊維予備成形体
を金型のキャビティ内にセットして、樹脂を反応射出成
形で上記繊維予備成形体に含浸させて、所要の形状の成
形品を得ることを特徴とする繊維強化樹脂製品の製造方
法を提供している。
Further, according to the present invention, in claim 2, a plurality of kinds of fibers are mixed around the outer peripheral surface of the core by a filament winding method to uniformly wind a plurality of kinds of fibers in the same layer, and further, From the inner layer side to the outer layer side, a plurality of types of fibers are evenly wound to form a fiber preform, and the fiber preform is set in the cavity of the mold, and the resin is reactively injected. The present invention provides a method for producing a fiber-reinforced resin product, characterized in that the fiber preform is impregnated by molding to obtain a molded product having a desired shape.

【0009】上記複数種の繊維のFWは、同時に複数の
繊維のロービングより繊維を送りだし、1つのアイに通
してよりをかけながら供給して中子に巻き付けるように
してもよい。また、同時ではなくて1つのロービングの
繊維を巻き付けた後の他の繊維のロービングより巻き付
けても良く、その際、巻角度を選定して、前に巻き付け
た繊維の間に後から巻き付けた繊維が巻き付けて複数種
の繊維を同一層に巻き付けたようにすることも出来る。
さらに1本のロービング中に複数種の繊維を混織したコ
ミングルヤーンを用い、このコミングルヤーンを複数種
用いると多種の機能を有する多種類の繊維を容易に混合
することが出来る。
The FW of a plurality of types of fibers may be fed from a roving of a plurality of fibers at the same time, fed through one eye and twisted to be supplied and wound around a core. Alternatively, the fibers of one roving may be wound instead of the roving of another fiber after being wound at the same time. At that time, a winding angle may be selected, and a fiber wound later between the fibers wound before is wound. It is also possible to wind a plurality of kinds of fibers in the same layer.
Further, a commingle yarn in which a plurality of types of fibers are mixed and woven in one roving and a plurality of types of the commingle yarns are used can easily mix various types of fibers having various functions.

【0010】上記中子にFW法で巻き付ける繊維は、水
可溶性ナイロン、アルコール可溶性ナイロン、または水
およびアルコール可溶性ナイロンの水またはアルコール
溶液に浸漬させた後、中子に巻き付けることが好まし
い。この可溶性ナイロンの溶液に浸漬することにより、
繊維が中子に巻き付ける際に収束剤の役割を果たしてバ
ラバラになることが防止できる。
The fibers wound around the core by the FW method are preferably dipped in water-soluble nylon, alcohol-soluble nylon, or water or an alcohol solution of water and alcohol-soluble nylon, and then wound around the core. By immersing in this soluble nylon solution,
When the fibers are wound around the core, they can function as a sizing agent and can be prevented from becoming disjointed.

【0011】上記中子に繊維をFW法で巻き付けた繊維
予備成形体を、上記したように、金型のキャビティ内に
セットしてマトリクス樹脂を含浸させて成形するが、こ
の時、注入樹脂が低粘度のモノマーで、金型内で重合さ
せるRIM製法を用いているため、繊維に対する樹脂の
浸透性を良好とすることが出来る。
As described above, the fiber preform obtained by winding the fiber around the core by the FW method is set in the cavity of the mold and impregnated with the matrix resin, and the resin is injected. Since the RIM method of polymerizing in a mold with a low-viscosity monomer is used, it is possible to improve the permeability of the resin into the fiber.

【0012】上記FW法により強化繊維として用いる連
続繊維は、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、
炭化ケイ素繊維、スチール繊維、アモルファス金属繊
維、有機繊維及び/またはそれらの混合物が好適に用い
られる。
The continuous fibers used as reinforcing fibers by the FW method are carbon fibers, glass fibers, aramid fibers,
Silicon carbide fibers, steel fibers, amorphous metal fibers, organic fibers and / or mixtures thereof are preferably used.

【0013】上記反応射出成形法またはレジントランス
ファーモールディングに用いる樹脂としては、 RIMナ
イロン、シクロペンタジエン、エポキシ、ウレタンある
いはポリエステルが用いられる。例えば、 RIMナイロ
ンである場合、金型内に重合触媒と重合開始剤とを含む
溶融したラクタム類を注入し、これを加熱によりポリア
ミド重合とするモノマーキャスティング法により成形さ
れる。
As the resin used in the above reaction injection molding method or resin transfer molding, RIM nylon, cyclopentadiene, epoxy, urethane or polyester is used. For example, in the case of RIM nylon, it is molded by a monomer casting method in which molten lactams containing a polymerization catalyst and a polymerization initiator are injected into a mold, and the polyamide is polymerized by heating.

【0014】上記モノマーであるω−ラクタム類として
は、α−ピロリドン、α−ピペリドン、ω−エナントラ
クタム、ε−カプロラクタム、ω−カプリロラクタム、
ω−ペラルゴノラクタム、ω−デカノラクタム、ω−ウ
ンデカノラクタム、ω−ラウロラクタム、あるいはこれ
らのc−アルキル置換−ω−ラクタム、並びにこれらの
二種以上のω−ラクタムの混合物があげられる。また、
ω−ラクタムは必要に応じて改良成分(ソフト成分)を含
むことができる。該ソフト成分は分子中に使用する開始
剤と反応する官能基を有し、しかも、Tgの低い化合物
で、通常の官能基を有するポリエーテルや液状ポリブタ
ジエンなどが使用される。
The ω-lactams which are the above-mentioned monomers include α-pyrrolidone, α-piperidone, ω-enanthlactam, ε-caprolactam, ω-caprylolactam,
ω-pelargonolactam, ω-decanolactam, ω-undecanolactam, ω-laurolactam, c-alkyl-substituted-ω-lactams thereof, and mixtures of two or more kinds of these ω-lactams. Also,
The ω-lactam can optionally contain an improving component (soft component). The soft component is a compound having a functional group that reacts with the initiator used in the molecule and has a low Tg, and a polyether having a normal functional group, liquid polybutadiene, or the like is used.

【0015】上記ω-ラクタム類として使用される市販
の原料としては、宇部興産(株)会社のUBEナイロン(U
X-21)等がある。これはアルカリ触媒とカプロラクタ
ムからなるA成分と、ソフト成分を含むプレポリマーと
カプロラクタムからなるB成分とから構成されている。
Commercially available raw materials used as the above-mentioned ω-lactams include UBE nylon (U manufactured by Ube Industries, Ltd.).
X-21) etc. It is composed of an A component consisting of an alkali catalyst and caprolactam, a prepolymer containing a soft component and a B component consisting of caprolactam.

【0016】上記重合触媒としては、水素化ナトリウム
が好ましいが、その他のナトリウム、カリウム、水素化
リチウム等の公知のω−ラクタムの重合触媒を使用する
ことが出来る。その添加量はω−ラクタムに対して0.
1〜0.5モル%の範囲が好ましい。
As the above polymerization catalyst, sodium hydride is preferable, but other known ω-lactam polymerization catalysts such as sodium, potassium and lithium hydride can be used. The amount added is 0 for ω-lactam.
The range of 1-0.5 mol% is preferable.

【0017】また、重合開始剤(活性剤)としては、 N−
アセチル−ε−カプロラクタムが用いられるが、その他
のトリアリルイソシアヌレート、N−置換エチレンイミ
ン誘導体、1.1’−カルボニルビスアジリジン、オキ
サゾリン誘導体、2−(N−フェニルベンズイミドイ
ル)アセトアニリド、2−(N−フェニルベンズイミド
イル)アセトアニリド、2−N−モリホリノ−シクロヘ
キセン−1.3−ジカルボキサニリド等や公知のイソシ
アナート、カルボジイミド等の化合物を用いることが出
来る。上記重合開始剤の添加量はω−ラクタムの量に対
して0.05〜1.0モル%の範囲内にあることが好まし
い。
As the polymerization initiator (activator), N-
Acetyl-ε-caprolactam is used, but other triallyl isocyanurates, N-substituted ethyleneimine derivatives, 1.1′-carbonylbisaziridine, oxazoline derivatives, 2- (N-phenylbenzimidoyl) acetanilide, 2- Compounds such as (N-phenylbenzimidoyl) acetanilide, 2-N-morpholino-cyclohexene-1.3-dicarboxanilide, and known isocyanates and carbodiimides can be used. The amount of the polymerization initiator added is preferably within the range of 0.05 to 1.0 mol% with respect to the amount of ω-lactam.

【0018】マトリクス樹脂としてシクロペンタジエン
樹脂を用いる場合、該シクロペンタジエン樹脂となる重
合性モノマーとしては、ジシクロペンタジエンのほか、
ジヒドロジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエ
ン、テトラシクロペンタジエン、シクロペンタジエン−
メチルシクロペンタジエン共二重体等が用いられる。
When a cyclopentadiene resin is used as the matrix resin, dicyclopentadiene may be used as the polymerizable monomer for the cyclopentadiene resin.
Dihydrodicyclopentadiene, tricyclopentadiene, tetracyclopentadiene, cyclopentadiene-
A methylcyclopentadiene co-duplex or the like is used.

【0019】上記シクロペンタジエン樹脂の重合触媒と
しては、タングステン、モリブデン、タンタル等のハロ
ゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物、有機アンモニ
ウム塩等が好適に用いられる。重合開始剤としては、周
期率表第I族〜第III族の金属のアルキル化物を中心とす
る有機金属化合物、アルコール、フェノール等の酸素含
有化合物等が好適に用いられる。
As the polymerization catalyst for the cyclopentadiene resin, halides such as tungsten, molybdenum and tantalum, oxyhalides, oxides and organic ammonium salts are preferably used. As the polymerization initiator, organometallic compounds centered on alkylated metals of metals of groups I to III of the periodic table, oxygen-containing compounds such as alcohols and phenols are preferably used.

【0020】さらに、上記重合触媒および活性剤(重合
開始剤)を含む溶液は、重合反応が非常に速く開始され
るので、成形用金型に充分に流れ込まない間に硬化が起
こることがあるため、活性調節剤としてアルキレングリ
コールまたはポリアルキレングリコールから選ばれるグ
リコール化合物のモノエーテルおよび/またはモノエス
テルが好適に用いられる。また、金型への射出に際して
は、金型温度を通常40〜130℃の範囲とし、通常1
〜5分間重合反応を行うことが好ましい。
Furthermore, since the polymerization reaction of the solution containing the above-mentioned polymerization catalyst and activator (polymerization initiator) is initiated very quickly, curing may occur before the solution sufficiently flows into the molding die. The monoether and / or monoester of a glycol compound selected from alkylene glycol or polyalkylene glycol is preferably used as the activity modifier. When injecting into the mold, the mold temperature is usually set in the range of 40 to 130 ° C.
It is preferable to carry out the polymerization reaction for 5 minutes.

【0021】上記金型への射出成形に際しては、金型温
度を通常40〜130℃の範囲とし、通常1〜5分間重
合反応を行っている。
In injection molding into the above mold, the mold temperature is usually in the range of 40 to 130 ° C. and the polymerization reaction is usually carried out for 1 to 5 minutes.

【0022】上記中子としては、繊維を巻き付けること
が出来る形態であればよく、板材、金属材、ゴム、スポ
ンジあるいはプラスチック等からなる中実体、あるい
は、マンドレルにかぶせる可撓性チューブが用いられ
る。該チューブはナイロン、セロファン、ゴム、ポリエ
ステル、ポリエーテルケトン等から形成されているもの
であることが好ましい。
The above-mentioned core may be in any form capable of winding fibers, and may be a solid body made of plate material, metal material, rubber, sponge, plastic or the like, or a flexible tube for covering a mandrel. The tube is preferably made of nylon, cellophane, rubber, polyester, polyetherketone or the like.

【0023】[0023]

【作用】上記のように繊維予備成型体をFW法で形成す
ると、繊維の混合比、繊維の分布等を容易に制御するこ
とが可能となり、成形品の剛性、弾性率、耐衝撃性、振
動吸収性、およびその他の機能を異種繊維を混合して自
由に設計することが可能となる。
When the fiber preform is formed by the FW method as described above, it becomes possible to easily control the mixing ratio of fibers, the distribution of fibers, etc., and the rigidity, elastic modulus, impact resistance and vibration of the molded product can be controlled. Absorption and other functions can be freely designed by mixing different kinds of fibers.

【0024】さらに、成形品の内層から外層にかけて肉
厚の全体を均等に繊維で補強することが可能となり、部
分的な強度のバラツキの発生を防止出来る。また、従来
のブレードの積層では為し得なかった最外層の繊維層を
平滑性を付与する繊維と強度を付与する繊維とから構成
することも可能となる。
Furthermore, the entire thickness of the molded product from the inner layer to the outer layer can be uniformly reinforced with fibers, and the occurrence of partial strength variations can be prevented. Further, the outermost fiber layer, which cannot be achieved by the conventional lamination of blades, can be composed of fibers for imparting smoothness and fibers for imparting strength.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明に係わる連続繊維強化樹脂製品1
0を示し、該製品10の繊維強化材は炭素繊維11とガ
ラス繊維12とからなり、マトリクス樹脂は反応射出成
形で成形したナイロンからなる。上記炭素繊維11とガ
ラス繊維12とは、FW法で予め成型した繊維予備成型
体からなり、内層側Xから外層側Yにかけての肉厚の全
体にわたって均一に混合しており、よって、製品10は
その肉厚の全体にわたって同一な強度となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a continuous fiber reinforced resin product 1 according to the present invention.
0, the fiber reinforcement of the product 10 is composed of carbon fibers 11 and glass fibers 12, and the matrix resin is composed of nylon molded by reaction injection molding. The carbon fiber 11 and the glass fiber 12 are composed of a fiber preform molded in advance by the FW method, and are uniformly mixed over the entire wall thickness from the inner layer side X to the outer layer side Y. Therefore, the product 10 is It has the same strength throughout its thickness.

【0026】上記製品10の製造方法を以下に詳述す
る。まず、FW法により繊維予備成型体を形成する。即
ち、図2に示すように、マンドレル15(本実施例では
直径1.5mmのSUS製マンドレル)に中子となる可撓性
チューブ16(本実施例では24mm幅のナイロンチュー
ブ)を通し、その上に炭素繊維ロービング17(東邦レー
ヨン社製HTA−7−12000)とガラス繊維ロービ
ング18(日東紡社製T−30)とより、 それぞれ炭素繊
維11とガラス繊維12とを送りだしFWする。
The manufacturing method of the product 10 will be described in detail below. First, a fiber preform is formed by the FW method. That is, as shown in FIG. 2, a flexible tube 16 (a nylon tube having a width of 24 mm in this embodiment) as a core is passed through a mandrel 15 (a mandrel made of SUS having a diameter of 1.5 mm in this embodiment), and The carbon fiber 11 and the glass fiber 12 are sent out from the carbon fiber roving 17 (HTA-7-12000 manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.) and the glass fiber roving 18 (T-30 manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) to perform FW.

【0027】上記FW法は、周知のFW法と同様な方法
であり、マンドレル15を駆動手段(図示せず)により回
転作動および軸線方向へ直線往復作動させる。尚、マン
ドレル側を強制駆動せずに、繊維巻き付け側を回転およ
び直線往復作動させるようにしても良い。上記炭素繊維
ロービング17およびガラス繊維ロービング18より引
き出される炭素繊維11およびガラス繊維12は、アル
コール可溶性ナイロンのアルコール溶液を貯溜している
容器(図示せず)を通して浸漬して後、1本のアイ20に
通して2本の繊維を1つにまとめ、よりをかけながらテ
ンションロール21を通して上記可撓性チューブ16の
外周面に一端より他端へと巻き付け、さらに往復作動さ
せて所要の層だけ巻き付けていく。
The FW method is the same as the well-known FW method, in which the mandrel 15 is rotated and linearly reciprocated in the axial direction by a driving means (not shown). The fiber winding side may be rotated and linearly reciprocally operated without forcibly driving the mandrel side. The carbon fiber 11 and the glass fiber 12 pulled out from the carbon fiber roving 17 and the glass fiber roving 18 are dipped in a container (not shown) that stores an alcohol solution of alcohol-soluble nylon, and then one eye 20. The two fibers into one, and while twisting the fibers, wind the fibers through the tension roll 21 around the outer peripheral surface of the flexible tube 16 from one end to the other end, and further reciprocate to wind only the required layers. Go.

【0028】上記のようにFWすることにより、炭素繊
維11とガラス繊維とはマンドレルの軸方向の全体にわ
たり、かつ内層側から外層側へと厚さ方向の全体に渡っ
て均一に混合された状態となる。
By performing FW as described above, the carbon fiber 11 and the glass fiber are uniformly mixed over the entire axial direction of the mandrel and over the entire thickness direction from the inner layer side to the outer layer side. Becomes

【0029】炭素繊維11とガラス繊維12の所定の巻
き付けが終了して繊維予備成型体(レイアップ)を作製し
た後、上記レイアップを可撓性チューブ2と共にマンド
レル1から引き抜く。ついで、 図3に示すように、金
型25のキャビイティ26の形状(U型)に沿うように、
繊維予備成形体をキャビイティ26内にセットする。
After the predetermined winding of the carbon fiber 11 and the glass fiber 12 is completed to produce a fiber preform (layup), the layup together with the flexible tube 2 is pulled out from the mandrel 1. Then, as shown in FIG. 3, along the shape (U shape) of the cavity 26 of the mold 25,
The fiber preform is set in the cavity 26.

【0030】ついで、金型25の型締を行う。キャビテ
ィ内を真空ポンプで減圧しながら、金型温度を150℃
に昇温し、かつ、 可撓性チューブ16の内部に内圧をか
けながら、宇部興産社製RIMナイロンUX−21を圧
力をかけて注入し、 反応射出成形により成形する。 具体的には、 所要量のRIMナイロンを2つの容器に分
けて入れ、一方には重合触媒を、他方には重合開始剤と
活性調整剤と添加し、2種類の安定した反応溶液を調整
している。この2種類の反応溶液を2液反応射出成形装
置のキミシングヘッドで瞬間的に混合させ、混合液を直
ちに上記金型のキャビティ内に注入する。注入された混
合液はキャビティ内に配置したレイアップに含浸しなが
ら反応を生じ、1〜5分間重合反応をおこなって、混合
液が硬化する。硬化後、金型を開いて成形された製品を
取り出す。
Then, the die 25 is clamped. The mold temperature is 150 ℃ while depressurizing the inside of the cavity with a vacuum pump.
While raising the temperature to 1, and applying internal pressure to the inside of the flexible tube 16, RIM nylon UX-21 manufactured by Ube Industries, Ltd. is injected under pressure and molded by reaction injection molding. Specifically, the required amount of RIM nylon was divided into two containers, a polymerization catalyst was added to one of them, and a polymerization initiator and an activity modifier were added to the other to prepare two stable reaction solutions. ing. The two types of reaction solutions are instantaneously mixed by the kneading head of the two-component reaction injection molding apparatus, and the mixed solution is immediately injected into the cavity of the mold. The injected mixed liquid causes a reaction while impregnating the lay-up placed in the cavity, and a polymerization reaction is performed for 1 to 5 minutes to cure the mixed liquid. After curing, the mold is opened and the molded product is taken out.

【0031】上記した工程により、図1に示す炭素繊維
とガラス繊維をFWしたレイアップにより補強され、マ
トリクス樹脂をナイロンとした繊維強化樹脂製のU字型
のパイプを得ることが出来る。
By the steps described above, a U-shaped pipe made of fiber reinforced resin, which is reinforced by FW of carbon fiber and glass fiber shown in FIG. 1 and whose matrix resin is nylon, can be obtained.

【0032】上記実施例では各1個の炭素繊維ロービン
グとガラス繊維ロービングより炭素繊維とガラス繊維を
引き出しているが、その際、炭素繊維ロービングを更に
1個ふやして2本の炭素繊維1と1本のガラス繊維をア
イ20で1つにまとめてFWすることにより、炭素繊維
の巻量をガラス繊維の2倍とすることも出来る。さら
に、炭素繊維ロービング、ガラス繊維ロービング以外に
他の繊維ロービングを用いて同時に引き出すことによ
り、3種以上の繊維を混合することも出来る。また、繊
維ロービングとして複数の繊維を混織しているコンング
ルヤーンを巻装している繊維ロービングを用いて、1本
の繊維ロービングから複数種の繊維を引き出してFWし
てもよい。
In the above embodiment, the carbon fiber and the glass fiber are drawn out from the carbon fiber roving and the glass fiber roving, respectively. At this time, the carbon fiber roving is further spun and two carbon fibers 1 and 1 are used. It is also possible to make the winding amount of the carbon fiber twice as much as that of the glass fiber by collectively combining the glass fibers of the book with the eye 20 and performing FW. Further, it is possible to mix three or more kinds of fibers by simultaneously drawing out by using other fiber roving other than carbon fiber roving and glass fiber roving. Further, as the fiber roving, a fiber roving in which a congruent yarn in which a plurality of fibers are mixed and woven is wound may be used, and a plurality of types of fibers may be extracted from one fiber roving for FW.

【0033】また、上記実施例では、複数種の繊維を同
時にロービングより引き出してFWしているが、1本の
ロービングより1つの繊維を引き出してFWした後に、
他のロービングより異種類の繊維を引き出してFWして
もよい。その際、同一層に複数種の繊維を分布させたい
場合には、前にFWした繊維の間に後からFWする繊維
が位置するように巻き付けていけば良い。
In the above embodiment, a plurality of types of fibers are simultaneously drawn out from the roving for FW. However, after one fiber is drawn out from one roving and subjected to FW,
Different types of fibers may be pulled out from other rovings for FW. At that time, when it is desired to distribute a plurality of types of fibers in the same layer, the fibers may be wound so that the fibers to be FW later are positioned between the fibers to FW before.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、FW法により繊維強化材を成型するため、製
品の剛性、弾性率、耐衝撃性、振動吸収性等の機能、及
び重量、肉厚等を設計しようとする場合、異種繊維の混
合比がそれぞれの種類の繊維のロービングレベルでの目
付け量もしくはそれぞれの繊維のロービング本数で制御
することができ、設計の自由度が大きくなる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the fiber reinforced material is molded by the FW method, the product has functions such as rigidity, elastic modulus, impact resistance and vibration absorption, and When designing weight, wall thickness, etc., the mixing ratio of different types of fibers can be controlled by the basis weight of each type of fiber at the roving level or the number of rovings of each fiber. Become.

【0035】また、製品の肉厚の全体にわたって全ての
種類の繊維を均一に分布させることが出来、強度的に弱
い部分が生じない製品を得ることが出来る。逆に、部分
的に強弱をつける必要がある場合に容易に要求に添わせ
ることが出来る。
Further, fibers of all kinds can be uniformly distributed over the entire thickness of the product, and a product can be obtained in which a weak portion in strength does not occur. On the contrary, it is possible to easily meet the requirement when the strength needs to be partially increased.

【0036】さらに、FWしてレイアップした繊維強化
材を金型のキャビティ内に予め配置して樹脂成形するた
め、マトリクス樹脂の種類を選択することが可能とな
り、特に、レイアップした強化繊維に対して浸透性が良
く、かつ、耐衝撃性、振動減衰性、および耐熱性等のす
ぐれた特性を有するRIMナイロンやシクロペンタジエ
ン、エポキシ、ウレタンあるいはポリエステル等をマト
リクス樹脂として用いることができる。
Furthermore, since the fiber reinforcement laid by FW is previously placed in the cavity of the mold and resin-molded, it is possible to select the type of matrix resin. On the other hand, RIM nylon, cyclopentadiene, epoxy, urethane, polyester, or the like, which has good penetrability and excellent properties such as impact resistance, vibration damping property, and heat resistance, can be used as the matrix resin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係わる繊維強化樹脂製品の断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fiber reinforced resin product according to the present invention.

【図2】 本発明に係わるFW法を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing an FW method according to the present invention.

【図3】 上記FW法で成型した繊維強化材を金型に配
置する状態を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the fiber reinforcement molded by the FW method is placed in a mold.

【図4】 従来のブレードからなる繊維強化材をマンド
レルに巻き付けた状態を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a state in which a fiber reinforcing material including a conventional blade is wound around a mandrel.

【図5】 従来の問題点を示す繊維強化樹脂製品の断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a fiber-reinforced resin product showing conventional problems.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 繊維強化樹脂製品 11 炭素繊維 12 ガラス繊維 15 マンドレル 16 中子(チューブ) 17 炭素繊維ロービング 18 ガラス繊維ロービング 20 アイ 10 Fiber Reinforced Resin Product 11 Carbon Fiber 12 Glass Fiber 15 Mandrel 16 Core (Tube) 17 Carbon Fiber Roving 18 Glass Fiber Roving 20 Eyes

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数種類の繊維をフィラメントワインデ
ィング法で巻き付けて形成した繊維予備成形体と、該繊
維予備成形体に反応射出成形法により含浸させる樹脂か
らなるマトリクス樹脂とよりなり、上記繊維予備成形体
は上記複数種類の繊維を同一層に均一に分布させている
と共にこの複数種類の繊維からなる層を内層側から外層
側にかけて設けて肉厚全体にわたって分布させているこ
とを特徴とする繊維強化樹脂製品。
1. A fiber preform comprising a plurality of kinds of fibers wound by a filament winding method and a matrix resin made of a resin impregnated in the fiber preform by a reaction injection molding method. The body is characterized in that the plurality of types of fibers are evenly distributed in the same layer, and that a layer composed of the plurality of types of fibers is provided from the inner layer side to the outer layer side and distributed over the entire wall thickness. Resin products.
【請求項2】 中子の外周面に、複数種類の繊維を混合
しながらフィラメントワインディング法により巻き付け
て、同一層に複数種類の繊維を均一に巻き付けると共
に、さらに、内層側から外層側へと肉厚の全体にわたっ
て複数種類の繊維を均一に巻き付けて繊維予備成形体を
形成し、該繊維予備成形体を金型のキャビティ内にセッ
トして、樹脂を反応射出成形で上記繊維予備成形体に含
浸させて、所要の形状の成形品を得ることを特徴とする
繊維強化樹脂製品の製造方法。
2. The core is wound around the outer peripheral surface by a filament winding method while mixing a plurality of types of fibers to uniformly wind the plurality of types of fibers in the same layer, and further, from the inner layer side to the outer layer side. A plurality of types of fibers are evenly wound over the entire thickness to form a fiber preform, the fiber preform is set in a cavity of a mold, and a resin is impregnated into the fiber preform by reaction injection molding. A method for producing a fiber-reinforced resin product, characterized in that a molded product having a desired shape is obtained.
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