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JP7748185B2 - Method for manufacturing fiber-reinforced hollow molding - Google Patents

Method for manufacturing fiber-reinforced hollow molding

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JP7748185B2
JP7748185B2 JP2021025633A JP2021025633A JP7748185B2 JP 7748185 B2 JP7748185 B2 JP 7748185B2 JP 2021025633 A JP2021025633 A JP 2021025633A JP 2021025633 A JP2021025633 A JP 2021025633A JP 7748185 B2 JP7748185 B2 JP 7748185B2
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integrated
fiber sheet
fiber
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隼人 飯尾
▲ごう▼ ▲ろ▼
忠玄 田中
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Kurashiki Spinning Co Ltd
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Kurashiki Spinning Co Ltd
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Description

本発明は、繊維強化中空成形体製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced hollow molding .

強化繊維材料である炭素繊維は、各種のマトリックス樹脂と複合化され、得られる繊維強化プラスチックは種々の分野・用途に広く利用されるようになってきた。特に高い機械的特性や耐衝撃性を満たした複合材が求められている。複合材の一つである中空成形体も需要が高まっている。中空成形体の成形方法はいくつかあるが、なかでも繊維とマトリックス樹脂とが複合化された樹脂繊維シートの積層体を芯材に巻き付け、積層体の巻回体の内部に圧縮空気等の圧力流体を供給する内圧成形法が注目されている。この方法では、作製された樹脂繊維シートを積層させるので、煩雑な作業を簡略化でき、任意の形状に成形することができる。 Carbon fiber, a reinforcing fiber material, is composited with various matrix resins, and the resulting fiber-reinforced plastics are now widely used in a variety of fields and applications. Composite materials with particularly high mechanical properties and impact resistance are in demand. Demand for hollow molded bodies, one type of composite material, is also growing. There are several methods for molding hollow molded bodies, but one method that has attracted attention is the internal pressure molding method, in which a laminate of resin fiber sheets, in which fibers and matrix resins are composited, is wrapped around a core material and a pressurized fluid, such as compressed air, is supplied to the inside of the wound laminate. This method simplifies the tedious process of stacking the prepared resin fiber sheets, and allows molding into any shape.

特許文献1には、パイプの成形用基材として、一方向に強化繊維を引き揃えたシート材に熱可塑性樹脂からなる不織布を重ねたシート状の成形基材を用いることが提案されている。特許文献2には、強化繊維と熱硬化性樹脂とから構成される切込プリプレグ基材を含む積層体をマンドレル上に巻き付け、マンドレルを脱芯した箇所に発泡性樹脂(フォーム材)を注入し、発泡性樹脂の発泡圧で前記積層体を成形型に押し付け、発泡性樹脂を硬化させて、積層体を鞘部とし、フォーム材を芯部とする、芯鞘構造の繊維強化プラスチックの製造方法が開示されている。 Patent Document 1 proposes using a sheet-like molding substrate, consisting of a sheet material with reinforcing fibers aligned in one direction and a nonwoven fabric made of thermoplastic resin layered over it, as the base material for molding pipes. Patent Document 2 discloses a method for manufacturing fiber-reinforced plastic with a core-sheath structure, in which a laminate including a cut prepreg substrate made of reinforcing fibers and thermosetting resin is wrapped around a mandrel, a foamable resin (foam material) is injected into the area where the mandrel is de-cored, the laminate is pressed against a mold using the foaming pressure of the foamable resin, and the foamable resin is cured, resulting in the laminate serving as the sheath and the foam material serving as the core.

特開2011-62818号公報JP 2011-62818 A 特開2008-273176号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-273176

しかし、特許文献1に記載の成形用基材は、不織布を含むため賦形性が良好であるとは言えない。特許文献2に記載の積層体も、強化繊維と熱硬化性樹脂とから構成されるプリプレグ基材であることから、賦形性が良好であるとは言えない上に、特許文献2に記載の製造方法では、発泡性樹脂の発泡圧を利用しており、また、工程数が多く、高速生産が難しい。 However, the molding substrate described in Patent Document 1 contains a nonwoven fabric, and therefore cannot be said to have good formability. The laminate described in Patent Document 2 is also a prepreg substrate composed of reinforcing fibers and a thermosetting resin, and therefore cannot be said to have good formability. Furthermore, the manufacturing method described in Patent Document 2 utilizes the foaming pressure of the foamable resin, and requires many steps, making high-speed production difficult.

本発明は、賦形性が良好であり、且つ、強度特性が優れた、繊維強化中空成形体およびその製造方法を提供する。 The present invention provides a fiber-reinforced hollow molding that has good formability and excellent strength properties, and a method for producing the same.

本発明の繊維強化中空成形体は、内部に中空部を有する繊維補強樹脂部を含む繊維強化中空成形体であって、
前記繊維補強樹脂部は、連続繊維群が開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維の表面にマトリックスとなる熱可塑性樹脂の粉体を付着させ熱融着させた樹脂一体化繊維シートが複数枚積層された積層体を用いて成形されており、
前記積層体は、
前記一方向連続繊維の長手方向が、前記繊維強化中空成形体の軸方向と同方向の第1の樹脂一体化繊維シートと、
一方向連続繊維の長手方向が、前記第1の樹脂一体化繊維シートと交差する第2の樹脂一体化繊維シートと、を含み、
前記第2の樹脂一体化繊維シートには、スリットが形成されることにより、当該スリットにより前記一方向連続繊維の一部または全部が途中で分断されており、
前記繊維補強樹脂部に成形された前記樹脂一体化繊維シート内に前記熱可塑性樹脂が含浸して前記積層体が一体化している、繊維強化中空成形体に関する。
The fiber-reinforced hollow molding of the present invention is a fiber-reinforced hollow molding including a fiber-reinforced resin part having a hollow part therein,
The fiber-reinforced resin portion is molded using a laminate in which a plurality of resin-integrated fiber sheets are laminated, the resin-integrated fiber sheets being formed by adhering and heat-fusing a powder of a thermoplastic resin to the surface of unidirectional continuous fibers in which continuous fibers are spread and arranged in parallel in one direction, and forming a matrix.
The laminate is
a first resin-integrated fiber sheet in which the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers is the same as the axial direction of the fiber-reinforced hollow molding;
a second resin-integrated fiber sheet in which the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers intersects with the first resin-integrated fiber sheet;
a slit is formed in the second resin-integrated fiber sheet, and the unidirectional continuous fibers are partly or entirely separated by the slit;
The present invention relates to a fiber-reinforced hollow molding product in which the resin-integrated fiber sheet molded in the fiber-reinforced resin part is impregnated with the thermoplastic resin, thereby integrating the laminate.

本発明の繊維強化中空成形体の製造方法は、内部に中空部を有する繊維補強樹脂部を含む繊維強化中空成形体の製造方法であって、
連続繊維群が開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維の表面にマトリックスとなる熱可塑性樹脂の粉体を付着させ熱融着させた樹脂一体化繊維シートが複数枚積層された積層体の巻回体を弾性体上に配置する工程と、
金型内に配置された前記弾性体の内部へ圧力流体を供給することにより、前記巻回体を前記金型に押し付け、前記金型の熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させ、前記樹脂一体化繊維シートに前記熱可塑性樹脂を含浸し、前記巻回体を一体化させる工程と、を含み、
前記積層体は、
前記一方向連続繊維の長手方向が、前記巻回体の軸方向と同方向の第1の樹脂一体化繊維シートと、
一方向連続繊維の長手方向が、前記第1の樹脂一体化繊維シートと交差する第2の樹脂一体化繊維シートと、を含み、
前記第2の樹脂一体化繊維シートには、スリットが形成されることにより、当該スリットにより前記一方向連続繊維の一部または全部が途中で分断されている、繊維強化中空成形体の製造方法に関する。
The method for producing a fiber-reinforced hollow molding of the present invention is a method for producing a fiber-reinforced hollow molding including a fiber-reinforced resin part having a hollow part therein,
a step of placing a roll of a laminate on an elastic body, the laminate being formed by laminating a plurality of resin-integrated fiber sheets, each of which is formed by adhering and heat-fusing a powder of a thermoplastic resin that serves as a matrix to the surface of unidirectional continuous fibers that have been spread and aligned in parallel in one direction;
and a step of supplying a pressurized fluid into the elastic body disposed in a mold to press the wound body against the mold, melting the thermoplastic resin by the heat of the mold, impregnating the resin-integrated fiber sheet with the thermoplastic resin, and integrating the wound body,
The laminate is
a first resin-integrated fiber sheet in which the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers is the same as the axial direction of the wound body;
a second resin-integrated fiber sheet in which the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers intersects with the first resin-integrated fiber sheet;
The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced hollow molding, wherein slits are formed in the second resin-integrated fiber sheet, so that some or all of the unidirectional continuous fibers are separated along the way by the slits.

本発明では、繊維強化中空成形体の成形に樹脂一体化繊維シートの積層体を用いており、前記積層体は、第1の樹脂一体化繊維シートと、一方向連続繊維の長手方向が、前記第1の樹脂一体化繊維シートと交差する第2の樹脂一体化繊維シートとを含んでおり、第2の樹脂一体化繊維シートには、スリットが形成されることにより、当該スリットにより前記一方向連続繊維の一部または全部が途中で分断されているので、賦形性が良好であり、且つ、強度特性が優れた、繊維強化中空成形体を提供できる。 In this invention, a laminate of resin-integrated fiber sheets is used to form a fiber-reinforced hollow molded article. The laminate includes a first resin-integrated fiber sheet and a second resin-integrated fiber sheet in which the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers intersects with that of the first resin-integrated fiber sheet. Slits are formed in the second resin-integrated fiber sheet, and the unidirectional continuous fibers are partially or entirely separated along the length by the slits. This allows for the provision of a fiber-reinforced hollow molded article with good formability and excellent strength properties.

図1Aは、本発明の一実施形態の繊維強化中空成形体の模式的斜視図、図1Bは、図1Aの同模式的断面図である。FIG. 1A is a schematic perspective view of a fiber-reinforced hollow molding according to one embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the same in FIG. 1A. 図2Aは、本発明の一実施形態の繊維強化中空成形体の成形に使用する樹脂一体化炭素繊維シートの調製方法を説明する模式的平面図であり、図2Bは、第1の樹脂一体化炭素繊維シート及び第2の樹脂一体化炭素繊維シートを説明する模式的平面図である。FIG. 2A is a schematic plan view illustrating a method for preparing a resin-integrated carbon fiber sheet used in molding a fiber-reinforced hollow molded body according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a schematic plan view illustrating a first resin-integrated carbon fiber sheet and a second resin-integrated carbon fiber sheet. 図3Aは、本発明の一実施形態の繊維強化中空成形体の成形に使用する樹脂一体化炭素繊維シートの積層体の一例を説明する模式的斜視分解図であり、図3Bは、図3Aに示した積層体の巻回方向を説明する模式的説明図である。FIG. 3A is a schematic perspective exploded view illustrating an example of a laminate of resin-integrated carbon fiber sheets used in molding a fiber-reinforced hollow molded body according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a schematic explanatory view illustrating the winding direction of the laminate shown in FIG. 3A. 図4Aは、本発明の一実施形態の繊維強化中空成形体の成形に使用する樹脂一体化炭素繊維シートの積層体の他の例を説明する模式的斜視分解図であり、図4Bは、図4Aに示した積層体の巻回方向を説明する模式的説明図である。Figure 4A is a schematic perspective exploded view illustrating another example of a laminate of resin-integrated carbon fiber sheets used in molding a fiber-reinforced hollow molded body according to one embodiment of the present invention, and Figure 4B is a schematic explanatory view illustrating the winding direction of the laminate shown in Figure 4A. 図5Aは、本発明の一実施形態の繊維強化中空成形体の成形に使用する樹脂一体化炭素繊維シートの積層体の他の例を説明する模式的斜視分解図であり、図5Bは、図5Aに示した積層体の巻回方向を説明する模式的説明図である。Figure 5A is a schematic perspective exploded view illustrating another example of a laminate of resin-integrated carbon fiber sheets used in molding a fiber-reinforced hollow molded body of one embodiment of the present invention, and Figure 5B is a schematic explanatory view illustrating the winding direction of the laminate shown in Figure 5A. 図6Aは、本発明の一実施形態の繊維強化中空成形体の成形に使用する弾性体の模式的斜視図、図6Bは、図6Aに示した弾性体に樹脂一体化炭素繊維シートの積層体を巻回した模式的斜視図、図6Cは図6Bの断面図である。FIG. 6A is a schematic perspective view of an elastic body used in molding a fiber-reinforced hollow molding of one embodiment of the present invention, FIG. 6B is a schematic perspective view of the elastic body shown in FIG. 6A wrapped around a laminate of resin-integrated carbon fiber sheets, and FIG. 6C is a cross-sectional view of FIG. 6B. 図7Aは、成形金型内に樹脂一体化炭素繊維シートの積層体を巻回した弾性体を入れた状態を示す模式的平面図、図7Bは図7AのI-I線断面図である。7A is a schematic plan view showing a state in which an elastic body wound with a laminate of resin-integrated carbon fiber sheets is placed in a molding die, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 7A. 図8は、本発明の一実施形態の繊維強化中空成形体の成形に使用する、樹脂一体化炭素繊維シートの模式的斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view of a resin-integrated carbon fiber sheet used in molding a fiber-reinforced hollow molded article according to one embodiment of the present invention. 図9は、樹脂一体化炭素繊維シート1の厚み方向の模式的断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the resin-integrated carbon fiber sheet 1 in the thickness direction. 図10は、本発明の一実施形態の繊維強化中空成形体の製造に使用する、樹脂一体化炭素繊維シートの製造方法を示す模式的工程図である。FIG. 10 is a schematic process diagram showing a method for producing a resin-integrated carbon fiber sheet used in the production of a fiber-reinforced hollow molded article according to one embodiment of the present invention. 図11は、繊維強化中空成形体A~Eの成形に用いた積層体を構成するAシートの模式的平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view of sheet A constituting the laminate used to mold the fiber-reinforced hollow moldings A to E. As shown in FIG. 図12Aは、中空成形体Aの成形に用いた積層体を構成するBシートIの模式的平面図、図12Bは、中空成形体Bの成形に用いた積層体を構成するBシートIIの模式的平面図、図12Cは、中空成形体Cの成形に用いた積層体を構成するBシートIIIの模式的平面図、図12Dは、中空成形体Dの成形に用いた積層体を構成するBシートIVの模式的平面図である。Figure 12A is a schematic plan view of B sheet I, which constitutes the laminate used to mold hollow molded body A; Figure 12B is a schematic plan view of B sheet II, which constitutes the laminate used to mold hollow molded body B; Figure 12C is a schematic plan view of B sheet III, which constitutes the laminate used to mold hollow molded body C; and Figure 12D is a schematic plan view of B sheet IV, which constitutes the laminate used to mold hollow molded body D. 図13は、参考例1の中空成形体Aから切り出した評価用サンプルについての試験力-変位測定グラフである。FIG. 13 is a graph showing the test force-displacement measurement of the evaluation sample cut out from the hollow molded body A of Reference Example 1. 図14は、参考例2の中空成形体Bから切り出した評価用サンプルについての試験力-変位測定グラフである。FIG. 14 is a graph showing the test force-displacement measurement of the evaluation sample cut out from the hollow molded body B of Reference Example 2. 図15は、実施例1の中空成形体Cから切り出した評価用サンプルについての試験力-変位測定グラフである。FIG. 15 is a graph showing the test force-displacement measurement of the evaluation sample cut out from the hollow molded body C of Example 1. 図16は、実施例2の中空成形体Dから切り出した評価用サンプルについての試験力-変位測定グラフである。FIG. 16 is a graph showing the test force-displacement measurement of the evaluation sample cut out from the hollow molded body D of Example 2. 図17は、実施例3の中空成形体Eから切り出した評価用サンプルについての試験力-変位測定グラフである。FIG. 17 is a graph showing the test force-displacement measurement of the evaluation sample cut out from the hollow molded body E of Example 3.

本発明者らは、繊維強化中空成形体の成形において、賦形性の改善のために、連続繊維群が開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維の表面にマトリックスとなる熱可塑性樹脂の粉体を付着させ熱融着させた樹脂一体化繊維シート(セミプレグシート)を用いることとした。また、強度特性の向上のために、一方向連続繊維の長手方向が異なるように、複数の樹脂一体化繊維シートが積層された積層体を用いることとした。具体的には、例えば、繊維強化中空成形体に成形されたときに、あるシートについては、一方向連続繊維の長手方向が繊維強化中空成形体の軸方向と同方向となるように、別のシートについては、一方向連続繊維が繊維強化中空成形体の軸回りに巻き付くように両シートが積層された積層体を用いた。得られた繊維強化中空成形体について強度特性が不十分であったが、その原因が、積層体の巻回体の内部に圧力流体を供給して巻回体を拡径させる際に、軸回りに巻き付いた一方向連続繊維が、巻回体の拡径を妨げていることにあるということを、新たな知見として見出した。巻回体の拡径が不十分であると、成形金型からの巻回体への熱の伝達及び熱可塑性樹脂の溶融が不十分となって、ボイドの発生や剥離が生じやすくなり、強度特性が低下する。本発明者は、当該課題の解決のために鋭意検討した結果、下記の本発明を完成させるに至った。 To improve formability in molding fiber-reinforced hollow moldings, the inventors decided to use a resin-integrated fiber sheet (semi-preg sheet) in which a group of unidirectional continuous fibers is spread and aligned in one direction, with a thermoplastic resin powder matrix attached to the surface and heat-sealed. Furthermore, to improve strength characteristics, they decided to use a laminate in which multiple resin-integrated fiber sheets are stacked so that the longitudinal directions of the unidirectional continuous fibers differ. Specifically, for example, a laminate was used in which, when molded into a fiber-reinforced hollow molding, one sheet was stacked so that the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers was aligned with the axial direction of the fiber-reinforced hollow molding, and another sheet was stacked so that the unidirectional continuous fibers were wound around the axis of the fiber-reinforced hollow molding. The inventors discovered that the strength characteristics of the resulting fiber-reinforced hollow moldings were insufficient. The new findings were that the unidirectional continuous fibers wound around the axis prevented the diametric expansion of the wound body when pressurized fluid was supplied to the inside of the wound body of the laminate. If the diameter of the wound body is insufficient, heat transfer from the molding die to the wound body and melting of the thermoplastic resin will be insufficient, making voids and peeling more likely to occur and reducing strength characteristics. The inventors conducted extensive research to solve this problem, and have completed the invention described below.

本発明の繊維強化中空成形体(以下「中空成形体」と略称する場合もある。)は、内部に中空部を有する繊維補強樹脂部を含む中空成形体である。前記繊維補強樹脂部は、樹脂一体化繊維シートが複数枚積層された積層体を用いて成形されている。樹脂一体化繊維シートは、連続繊維群が開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維の表面にマトリックスとなる熱可塑性樹脂の粉体(以下「熱可塑性粉体樹脂」と称する場合もある。)を付着させ熱融着させたセミプレグシートである。積層体を使用して成形された繊維補強樹脂部においては、樹脂一体化繊維シート内全体に熱可塑性樹脂が含浸している。 The fiber-reinforced hollow molded article (hereinafter sometimes referred to as "hollow molded article") of the present invention is a hollow molded article including a fiber-reinforced resin part with an internal hollow portion. The fiber-reinforced resin part is molded using a laminate in which multiple resin-integrated fiber sheets are stacked. The resin-integrated fiber sheet is a semi-preg sheet in which a matrix of thermoplastic resin powder (hereinafter sometimes referred to as "thermoplastic powder resin") is adhered to the surface of unidirectional continuous fibers in which continuous fibers are spread and aligned in one direction, and then heat-fused. In the fiber-reinforced resin part molded using the laminate, the entire resin-integrated fiber sheet is impregnated with the thermoplastic resin.

中空成形体の成形に使用される積層体は、第1の樹脂一体化繊維シートと、第2の樹脂一体化繊維シートと、を含む。第1の樹脂一体化繊維シートの一方向連続繊維の長手方向は、中空成形体の軸方向と同方向である。一方、第2の樹脂一体化繊維シートの一方向連続繊維は、第1の樹脂一体化繊維シートの一方向連続繊維と所定の角度で交差している。第2の樹脂一体化繊維シートには、スリットが形成されることにより、当該スリットにより前記一方向連続繊維の一部または全部が途中で分断されている。 The laminate used to form the hollow molded body includes a first resin-integrated fiber sheet and a second resin-integrated fiber sheet. The longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet is the same as the axial direction of the hollow molded body. Meanwhile, the unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet intersect with the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet at a predetermined angle. Slits are formed in the second resin-integrated fiber sheet, which separate some or all of the unidirectional continuous fibers midway.

以下、本発明の中空成形体およびその製造方法の一例について、図面を用いて詳述する。 Below, an example of the hollow molded article of the present invention and its manufacturing method will be described in detail with reference to the drawings.

[中空成形体]
図1Aは本発明の一実施形態の中空成形体30の模式的斜視図、図1Bは図1Aの模式的断面図である。中空成形体30は、内部が長さ方向に中空の繊維補強樹脂部31を含む。繊維補強樹脂部31は、樹脂一体化炭素繊維シートの積層体が筒状に巻回され、成形中の加熱により、樹脂一体化炭素繊維シートの表面及び/またはその近傍に付着していた熱可塑性樹脂が、樹脂一体化炭素繊維シート内に含浸され、樹脂一体化炭素繊維シート間に浸透かつ拡散して、一体化されたものである。
[Hollow molded body]
Fig. 1A is a schematic perspective view of a hollow molded body 30 according to one embodiment of the present invention, and Fig. 1B is a schematic cross-sectional view of Fig. 1A. The hollow molded body 30 includes a fiber-reinforced resin portion 31 that is hollow in the longitudinal direction. The fiber-reinforced resin portion 31 is formed by winding a laminate of resin-integrated carbon fiber sheets into a cylindrical shape, and heating during molding causes the thermoplastic resin that has been attached to the surfaces and/or the vicinity of the resin-integrated carbon fiber sheets to impregnate the resin-integrated carbon fiber sheets, and then penetrate and diffuse between the resin-integrated carbon fiber sheets, integrating them.

中空成形体30の成形に使用される積層体は、後で詳述する第1の樹脂一体化炭素繊維シートと後で詳述する第2の樹脂一体化炭素繊維シートとを含むため、繊維補強樹脂部31は、第1の樹脂一体化炭素繊維シート1aに対応する第1の繊維補強樹脂シート33aと、第2の樹脂一体化炭素繊維シートに対応する第2の繊維補強樹脂シート33bとを含む。第1の繊維補強樹脂シート33aの一方向連続繊維は、中空成形体30の中心軸33の長手方向と同方向に配向しており、一方、第2の繊維補強樹脂シート33bの一方向連続繊維は、その一部または全部が、途中で分断されており、中心軸33の軸回りに巻き付いている。なお、図1Bにおいて、第2の繊維補強樹脂シート33bとの識別性の向上のために、第1の繊維補強樹脂シート33aに対してドットを付している。 The laminate used to form the hollow molded body 30 includes a first resin-integrated carbon fiber sheet (described in detail below) and a second resin-integrated carbon fiber sheet (described in detail below). Therefore, the fiber-reinforced resin portion 31 includes a first fiber-reinforced resin sheet 33a corresponding to the first resin-integrated carbon fiber sheet 1a and a second fiber-reinforced resin sheet 33b corresponding to the second resin-integrated carbon fiber sheet. The unidirectional continuous fibers of the first fiber-reinforced resin sheet 33a are oriented in the same direction as the longitudinal direction of the central axis 33 of the hollow molded body 30, while the unidirectional continuous fibers of the second fiber-reinforced resin sheet 33b are partially or entirely interrupted and wound around the central axis 33. Note that in FIG. 1B, the first fiber-reinforced resin sheet 33a is marked with dots to facilitate differentiation from the second fiber-reinforced resin sheet 33b.

第2の繊維補強樹脂シート33bにおいて、分断された繊維長は、中空成形体30の成形過程においてボイドおよび剥離等の発生を抑制して、強度低下を抑制する観点から、中空成形体の外周長の好ましくは1.5倍以下、より好ましくは1.2倍以下である。一方、第2の繊維補強樹脂シート33bの繊維による強度向上の観点から、前記繊維長は、中空成形体の外周長の好ましくは0.5倍以上であり、0.7倍以上である。 In the second fiber-reinforced resin sheet 33b, the length of the cut fibers is preferably 1.5 times or less, and more preferably 1.2 times or less, the circumferential length of the hollow molded body 30, from the viewpoint of suppressing the occurrence of voids, peeling, etc. during the molding process of the hollow molded body 30 and suppressing a decrease in strength. On the other hand, from the viewpoint of improving the strength of the fibers of the second fiber-reinforced resin sheet 33b, the fiber length is preferably 0.5 times or more, and more preferably 0.7 times or more, the circumferential length of the hollow molded body.

図1に示した中空成形体30では、積層体がオーバーラップ部32を含んでいるが、巻回数が2回以上であれば、オーバーラップ部32は無くてもよい。巻回数が1回の場合は、オーバーラップ部32を要し、前記オーバーラップ部の幅は3mm以上が好ましく、より好ましくは10mm以上である。 In the hollow molded body 30 shown in Figure 1, the laminate includes an overlap portion 32, but if the number of turns is two or more, the overlap portion 32 is not necessary. If the number of turns is one, the overlap portion 32 is required, and the width of the overlap portion is preferably 3 mm or more, and more preferably 10 mm or more.

中空成形体30の成形に使用される第2の樹脂一体化炭素繊維シートに、一方向連続繊維の一部を途中で分断するスリットが複数形成され、積層体の巻回数が複数である場合、強度均一性向上の観点から、図1Bに示すように、中空成形体30の中心軸33方向と直交する断面視において、第2の繊維補強樹脂シート33bの一方向連続繊維は、繊維補強樹脂部31の厚み方向において、重ならない位置で切断されていると好ましい。図1Bにおいて、繊維の切断箇所33cにハッチング付しているが、中空成形体30の成形時に熱可塑性樹脂が当該箇所に流入して固化している。 When the second resin-integrated carbon fiber sheet used to mold the hollow molded body 30 has multiple slits that partially separate the unidirectional continuous fibers and the laminate has multiple windings, it is preferable, from the perspective of improving strength uniformity, that the unidirectional continuous fibers of the second fiber-reinforced resin sheet 33b be cut at positions that do not overlap in the thickness direction of the fiber-reinforced resin portion 31 in a cross-sectional view perpendicular to the central axis 33 of the hollow molded body 30, as shown in Figure 1B. In Figure 1B, the cut fiber locations 33c are hatched, and thermoplastic resin flows into these locations and solidifies during molding of the hollow molded body 30.

中空成形体30の直径(外径)は、好ましくは30~100mmであり、長さは、好ましくは50~5000mmであり、厚みは、好ましくは0.05~5mm、より好ましくは0.5~5mmである。中空成形体30の断面形状は丸型であるが、これに限定されず、角型等であってもよい。 The diameter (outer diameter) of the hollow molded body 30 is preferably 30 to 100 mm, the length is preferably 50 to 5000 mm, and the thickness is preferably 0.05 to 5 mm, more preferably 0.5 to 5 mm. The cross-sectional shape of the hollow molded body 30 is round, but is not limited to this and may be rectangular, etc.

中空成形体30は、直径が一定の直線パイプであるが、本発明の中空成形体はこれに限定されず、シャフト、フレームその他様々な形状の中空成形体であってもよい。 The hollow molded body 30 is a straight pipe with a constant diameter, but the hollow molded body of the present invention is not limited to this and may be a shaft, frame, or other hollow molded body of various other shapes.

[中空成形体およびその製造方法]
次に、本発明の中空成形体の製造方法の一例について説明する。本発明の中空成形体の製造方法の一例は、以下の工程を含む。
・連続繊維群が開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維の表面にマトリックスとなる熱可塑性粉体樹脂を付着させ熱融着させた樹脂一体化繊維シートが複数枚積層された積層体の巻回体を弾性体上に配置する工程
・金型内に配置された前記弾性体の内部へ圧力流体を供給することにより、前記巻回体を前記金型に押し付け、前記金型の熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させ、前記樹脂一体化繊維シートに前記熱可塑性樹脂を含浸し、前記巻回体を一体化させる工程
前記巻回体の弾性体上への配置は、積層体を弾性体に巻き付けることにより行ってもよいし、積層体の巻回体を形成してからそれを弾性上に配置することにより行ってもよい。
[Hollow Molded Article and Manufacturing Method Thereof]
Next, an example of a method for producing a blown molded article of the present invention will be described. The example of a method for producing a blown molded article of the present invention includes the following steps.
- A process of placing a wound laminate, which is made of multiple resin-integrated fiber sheets that have been heat-fused by adhering a thermoplastic powder resin matrix to the surfaces of unidirectional continuous fibers that have been spread and aligned in one direction, on an elastic body; - A process of supplying pressure fluid into the inside of the elastic body placed inside a mold to press the wound laminate against the mold, melting the thermoplastic resin by the heat of the mold, impregnating the resin-integrated fiber sheet with the thermoplastic resin, and integrating the wound laminate. The wound laminate can be placed on the elastic body by wrapping the laminate around the elastic body, or by forming a wound laminate and then placing it on the elastic body.

上記積層体は、下記の2種の樹脂一体化繊維シートを含む。
(1)第1の樹脂一体化繊維シート
第1の樹脂一体化シートの一方向連続繊維の長手方向は、中空成形体の軸方向と同方向である。
(2)第2の樹脂一体化繊維シート
第2の樹脂一体化繊維シートの一方向連続繊維は、第1の樹脂一体化繊維シートと所定の角度で交差している。第2の樹脂一体化繊維シートには、スリットが形成されることにより、当該スリットにより、一方向連続繊維の一部または全部が途中で分断されている。
The laminate contains the following two types of resin-integrated fiber sheets.
(1) First Resin-Integrated Fiber Sheet The longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated sheet is the same as the axial direction of the hollow molded body.
(2) Second resin-integrated fiber sheet The unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet intersect with those of the first resin-integrated fiber sheet at a predetermined angle. Slits are formed in the second resin-integrated fiber sheet, so that some or all of the unidirectional continuous fibers are severed along the way by the slits.

本発明の中空成形体の製造方法の一例では、まず、樹脂一体化繊維シートの長尺物から、上記積層体の調製に必要な樹脂一体化繊維シートを切り出す。樹脂一体化繊維シートの長尺物における一方向連続繊維の長手方向はMD方向である。 In one example of a method for producing a hollow molded article of the present invention, first, the resin-integrated fiber sheet required for preparing the laminate is cut out from a long piece of resin-integrated fiber sheet. The longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers in the long piece of resin-integrated fiber sheet is the MD direction.

切り出された樹脂一体化繊維シート11a,11bは、例えば、図2Aに示すように重ね合わせ、重なっている部分34を切り取り、当該部分34を積層体の調製に用いる。図2Bに示すように、1枚は、第1の樹脂一体化繊維シート1aとしてそのまま用い、もう一方の樹脂一体化繊維シートに対しては、例えば、複数のスリット10aを形成して第2の樹脂一体化繊維シート1bとする。なお、積層体を構成する樹脂一体化繊維シートの外形寸法の調整は、スリットを形成する前後のいずれであってもよい。 The cut resin-integrated fiber sheets 11a and 11b are overlapped, for example, as shown in Figure 2A, and the overlapping portion 34 is cut out and used to prepare the laminate. As shown in Figure 2B, one sheet is used as is as the first resin-integrated fiber sheet 1a, and the other resin-integrated fiber sheet is formed with, for example, multiple slits 10a to form the second resin-integrated fiber sheet 1b. The external dimensions of the resin-integrated fiber sheets that make up the laminate can be adjusted either before or after the slits are formed.

図2Bに示すように、各スリット10aは、並列配列された一方向連続繊維のうちの一部の連続繊維を切断することにより、当該連続繊維が途中で分断されている。スリット10aの長さは、拡径時の捻じれを抑える観点から、好ましくは、10~100mmである。 As shown in Figure 2B, each slit 10a is formed by cutting some of the unidirectional continuous fibers arranged in parallel, thereby dividing the continuous fibers along the way. The length of the slit 10a is preferably 10 to 100 mm, from the viewpoint of suppressing twisting during diameter expansion.

図2Bに示すように、第2の樹脂一体化繊維シートにおいて、スリット10aは、強度均一性向上の観点から、第2の樹脂一体化繊維シートにおいて複数形成されていることが好ましい。そして、スリット10aは、強度均一性向上の観点から、一方向連続繊維の長手方向に、周期的に形成されていると好ましく、成形時のボイド発生および剥離の発生等による強度低下を抑制する観点から、連続繊維の長手方向に沿って隣り合うスリット10a間の距離Lは、中空成形体の外周長の1.5倍以下が好ましく、1.2倍以下がより好ましい。一方、第2の樹脂一体化繊維シート1bの繊維による強度向上の観点から、前記距離Lは、中空成形体の外周長の0.5倍以上が好ましく、0.7倍以上がより好ましい。 As shown in FIG. 2B, in the second resin-integrated fiber sheet, it is preferable that multiple slits 10a be formed in the second resin-integrated fiber sheet from the perspective of improving strength uniformity. Furthermore, from the perspective of improving strength uniformity, it is preferable that the slits 10a be formed periodically in the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers. From the perspective of suppressing strength reduction due to void generation and peeling during molding, the distance L between adjacent slits 10a along the longitudinal direction of the continuous fibers is preferably 1.5 times or less, and more preferably 1.2 times or less, the circumferential length of the hollow molded body. On the other hand, from the perspective of improving strength due to the fibers of the second resin-integrated fiber sheet 1b, the distance L is preferably 0.5 times or more, and more preferably 0.7 times or more, the circumferential length of the hollow molded body.

第2の樹脂一体化繊維シート1bにおいて、並列配列された一方向連続繊維は、複数のスリット10aのうちのいずれかのスリット10aによって切断されて、一方向連続繊維の全部が途中で分断されていると好ましい。 In the second resin-integrated fiber sheet 1b, it is preferable that the parallel-arranged unidirectional continuous fibers are cut by one of the multiple slits 10a, so that all of the unidirectional continuous fibers are severed along the way.

図3Aに示されるように、第1の樹脂一体化繊維シート1aの上に第2の樹脂一体化繊維シート1bを重ね合わせて積層体110とする。第1の樹脂一体化繊維シート1aと第2樹脂一体化繊維シート1bとは、一方向連続繊維の長手方向が交差するように積層されている。矢印Xは、第1の樹脂一体化繊維シート1aの一方向連続繊維の長手方向(配向方向)であり、矢印Yは、第2の樹脂一体化繊維シート1bの一方向連続繊維の長手方向(配向方向)である。図3Bに示されるように、積層体110を、第1の樹脂一体化繊維シート1aの一方向連続繊維の長手方向の弾性体35の中心軸35aに対する角度が0°となるように、弾性体に巻き付ける。第2の樹脂一体化繊維シート1bの一方向連続繊維については、弾性体の中心軸35a回りに巻き付く。巻き付け回数は、1回でもよいし、複数回でもよい。1回巻き付けの場合は、巻き終わりを1回巻き付け部分に一部重ね合わせてオーバーラップ部を設けることを要する。 As shown in FIG. 3A, a laminate 110 is formed by overlapping a first resin-integrated fiber sheet 1a with a second resin-integrated fiber sheet 1b. The first resin-integrated fiber sheet 1a and the second resin-integrated fiber sheet 1b are laminated so that the longitudinal directions of the unidirectional continuous fibers intersect. Arrow X indicates the longitudinal direction (orientation direction) of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet 1a, and arrow Y indicates the longitudinal direction (orientation direction) of the unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet 1b. As shown in FIG. 3B, the laminate 110 is wound around an elastic body 35a of the elastic body 35 so that the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet 1a forms an angle of 0° with the central axis 35a of the elastic body. The unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet 1b are wound around the central axis 35a of the elastic body. The number of times of wrapping may be one or multiple. In the case of a single wrap, it is necessary to overlap the end of the wrap with the single wrap to create an overlap.

図4Aには、積層体の他の一例を示している。図4Aにおいて、第1の樹脂一体化繊維シート1aの上に積層された、第2の樹脂一体化繊維シート1bには、スリット10bが複数形成されており、各スリット10bは、並列配列された一方向連続繊維のうちの全部の連続繊維を切断している。故に、第2の樹脂一体化繊維シートは複数のシートに分割されている。分割されたシートは、各々、例えば、第2の樹脂一体化繊維シートの幅方向の長さよりも、前記シートの繊維長の方が短い、短冊状になっている。図4Bに示されるように、積層体110を、第1の樹脂一体化繊維シート1aの一方向連続繊維の長手方向の弾性体35の中心軸35aに対する角度が0°となるように、弾性体に巻き付ける。第2の樹脂一体化繊維シート1bの一方向連続繊維については、弾性体の中心軸35a回りに巻き付く。この例では、図3A及び図3Bに示した積層体よりも、巻回体の拡径がより容易化され、中空成形体についてより高い強度の確保が可能となる。連続繊維の長手方向に沿って隣り合うスリット10b間の距離は、ボイドおよび剥離等の発生による強度低下を抑制する観点から、中空成形体の外周長の1.5倍以下が好ましく、1.2倍以下がより好ましい。一方、第2の樹脂一体化繊維シート1bの繊維による強度向上の観点から、前記スリット10b間の距離は、中空成形体の外周長の0.5倍以上が好ましく、0.7倍以上がより好ましい。 Figure 4A shows another example of a laminate. In Figure 4A, a second resin-integrated fiber sheet 1b, laminated on a first resin-integrated fiber sheet 1a, has multiple slits 10b formed therein, each slit 10b cutting all of the parallel-arranged unidirectional continuous fibers. Therefore, the second resin-integrated fiber sheet is divided into multiple sheets. Each of the divided sheets is, for example, rectangular, with the fiber length shorter than the width of the second resin-integrated fiber sheet. As shown in Figure 4B, the laminate 110 is wound around an elastic body 35a of the elastic body 35 so that the longitudinal angle of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet 1a relative to the central axis 35a of the elastic body 35 is 0°. The unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet 1b are wound around the central axis 35a of the elastic body. In this example, the diameter of the wound body is expanded more easily than in the laminate shown in Figures 3A and 3B, making it possible to ensure higher strength for the hollow molded body. The distance between adjacent slits 10b along the longitudinal direction of the continuous fibers is preferably 1.5 times or less, and more preferably 1.2 times or less, the circumferential length of the hollow molded body, from the viewpoint of suppressing a decrease in strength due to the occurrence of voids and peeling. On the other hand, from the viewpoint of improving strength due to the fibers of the second resin-integrated fiber sheet 1b, the distance between the slits 10b is preferably 0.5 times or more, and more preferably 0.7 times or more, the circumferential length of the hollow molded body.

図5Aには、積層体のさらに別の一例を示している。図5Aに示されるように、2枚の第1の樹脂一体化繊維シート1aが同一層に配置され、2枚の第2の樹脂一体化繊維シート1bが同一層に配置されている。図5Bに示されるように、積層体110は、第1の樹脂一体化繊維シート1aの一方向連続繊維の長手方向の弾性体35の中心軸35aに対する角度が0°となるように、弾性体に巻き付けられる。第2の樹脂一体化繊維シート1bの一方向連続繊維については、弾性体の中心軸35a回りに巻き付く。このように、中空成形体の直径(外径)および積層体の巻回数、樹脂一体化繊維シートの長尺物からの調整等に応じて、積層体110の同一層の形成に、複数の第1の樹脂一体化繊維シート1a、および/または、複数の第2の樹脂一体化繊維シート1bを用いてもよい。 Figure 5A shows another example of a laminate. As shown in Figure 5A, two first resin-integrated fiber sheets 1a are arranged in the same layer, and two second resin-integrated fiber sheets 1b are arranged in the same layer. As shown in Figure 5B, the laminate 110 is wound around the elastic body 35 so that the angle between the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet 1a and the central axis 35a of the elastic body 35 is 0°. The unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet 1b are wound around the central axis 35a of the elastic body. In this way, multiple first resin-integrated fiber sheets 1a and/or multiple second resin-integrated fiber sheets 1b may be used to form the same layer of the laminate 110, depending on the diameter (outer diameter) of the hollow molded body, the number of windings of the laminate, and adjustments made from long resin-integrated fiber sheets.

図3A、図4A、および図5Aにおいて、矢印Xは、第1の樹脂一体化繊維シートを構成する一方向連続繊維の長手方向(配向方向)、矢印Yは第2の樹脂一体化繊維シートを構成する一方向連続繊維の長手方向(配向方向)である。第1の樹脂一体化繊維シートの一方向連続繊維の配向方向に対する、第2樹脂一体化繊維シートの一方向連続繊維の配向方向の角度(θ)の絶対値は、強度特性の向上の観点から、好ましくは20°以上90°以下であり、中空成形体に要求される力学特性に応じて、前記範囲内で適宜選択されると好ましい。図3~図5を用いて説明した積層体110においては、いずれも、θが90°であり、第2の樹脂一体化繊維シート1bを構成する繊維は、巻回体の周方向に巻き付きくが、θが90°未満の場合は、巻回体の軸回りにらせん状に巻き付く。 3A, 4A, and 5A, arrow X indicates the longitudinal direction (orientation direction) of the unidirectional continuous fibers that make up the first resin-integrated fiber sheet, and arrow Y indicates the longitudinal direction (orientation direction) of the unidirectional continuous fibers that make up the second resin-integrated fiber sheet. From the perspective of improving strength characteristics, the absolute value of the angle (θ) of the orientation direction of the unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet relative to the orientation direction of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet is preferably 20° or more and 90° or less. It is preferable to select an appropriate angle within this range depending on the mechanical properties required of the hollow molded article. In all of the laminates 110 described using Figures 3 to 5, θ is 90°, and the fibers that make up the second resin-integrated fiber sheet 1b are wound circumferentially around the wound body. However, when θ is less than 90°, they are wound helically around the axis of the wound body.

図3A、図4A、および図5Aにおいて、積層体を、第1の樹脂一体化繊維シート1aが外側になるように(第2樹脂一体化繊維シート1bが弾性体側に配置されるように)巻回しているが、中空成形体に要求される力学特性に応じて、第2の樹脂一体化繊維シート1bが外側になるようになるように巻回してもよい。 In Figures 3A, 4A, and 5A, the laminate is wound so that the first resin-integrated fiber sheet 1a is on the outside (so that the second resin-integrated fiber sheet 1b is positioned on the elastic body side), but depending on the mechanical properties required of the hollow molded product, it may also be wound so that the second resin-integrated fiber sheet 1b is on the outside.

前記積層体の巻回数が複数である場合に、巻回体の厚み方向から見て、スリット10a,10bが重なって特定の範囲に集中配置すると、その部分の強度が他部分と比較して低下する。強度均一性の確保の観点から、図6Cに示すように、巻回体37の軸方向と直交する断面視において、複数のスリット10aは、前記軸を中心とする周方向に分散していると好ましく、巻回体の厚み方向において、重ならない位置に形成されていると好ましく、前記軸を中心とする周方向に実施的に等間隔で配置されているとより好ましい。ここで、実質的に等間隔とは、厳密な等間隔と実質的に同一とみなせる範囲内の間隔を含み、具体的には、±10mmの誤差を意味する。スリット10bについても同様である。 When the laminate has multiple windings, if the slits 10a and 10b overlap and are concentrated in a specific area when viewed in the thickness direction of the wound body, the strength of that area will be reduced compared to other areas. From the perspective of ensuring uniform strength, as shown in Figure 6C, in a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the wound body 37, the multiple slits 10a are preferably dispersed in the circumferential direction about the axis, and are preferably formed in positions that do not overlap in the thickness direction of the wound body, and are more preferably arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction about the axis. Here, "substantially equal intervals" includes intervals within a range that can be considered to be substantially the same as strictly equal intervals, and specifically means an error of ±10 mm. The same applies to the slits 10b.

スリット10a、10bの形成方法としては、例えば、カッターによる手作業による切断、樹脂一体化繊維シートに対して所定の位置に刃を配置した回転ローラーを押し当てる等の方法が挙げられるがこれに限定されない。また、本例においては、積層体の調製のために、樹脂一体化繊維シートの長尺物を所定の形状に切断してからスリットを形成するが、これに限定されず、樹脂一体化繊維シートの長尺物に対してスリットを形成してもよい。第1の樹脂一体化繊維シートと第2の樹脂一体化繊維シートは、組成が同一又は異なる別の樹脂一体化繊維シートの長尺物から調整したものであってもよい。 Methods for forming the slits 10a and 10b include, but are not limited to, manual cutting with a cutter or pressing a rotating roller with a blade positioned at a predetermined position against the resin-integrated fiber sheet. In this example, to prepare the laminate, the long resin-integrated fiber sheet is cut into a predetermined shape and then the slits are formed, but this is not limited to this method; slits may also be formed in the long resin-integrated fiber sheet. The first resin-integrated fiber sheet and the second resin-integrated fiber sheet may be prepared from long resin-integrated fiber sheets of different compositions, either the same or different.

図6Aは、内圧成形に使用する弾性体35の模式的斜視図、図6Bは、樹脂一体化炭素繊維シートの積層体の巻回体を弾性体35上に配置した模式的斜視図、図6Cは図6Bの断面図である。弾性体35の先端には治具36を取り付け、弾性体内の圧力流体を封止する。弾性体は、例えば、フッ素ゴム(耐熱限界温度230℃)、又はシリコーンゴム(耐熱限界温度230℃)製のチューブである。 Figure 6A is a schematic perspective view of an elastic body 35 used for internal pressure molding, Figure 6B is a schematic perspective view of a wound laminate of resin-integrated carbon fiber sheets placed on the elastic body 35, and Figure 6C is a cross-sectional view of Figure 6B. A jig 36 is attached to the tip of the elastic body 35 to seal the pressurized fluid inside the elastic body. The elastic body is, for example, a tube made of fluororubber (heat resistance limit temperature 230°C) or silicone rubber (heat resistance limit temperature 230°C).

図7Aは、樹脂一体化炭素繊維シートの積層体の巻回体37が配置された弾性体35が、成形金型内に配置された状態を示す模式的平面図、図7Bは図7AのI-I線断面図である。成形金型は、下金型40と上金型39で構成されている。例えば、樹脂一体化炭素繊維シートの積層体110を弾性体35の表面に巻き付けて巻回体37とする。または、積層体110を巻回してプリフォームとした後に、それを弾性体上に配置してもよい。 Figure 7A is a schematic plan view showing an elastic body 35 on which a wound body 37 of a resin-integrated carbon fiber sheet laminate is placed in a molding die, and Figure 7B is a cross-sectional view taken along line I-I in Figure 7A. The molding die is composed of a lower die 40 and an upper die 39. For example, a wound body 37 is formed by wrapping a resin-integrated carbon fiber sheet laminate 110 around the surface of the elastic body 35. Alternatively, the laminate 110 may be wound into a preform, which is then placed on the elastic body.

巻回体37が配置された弾性体35を、成形金型内に配置し、弾性体35の一端に固定したエアー供給口41から圧力流体を供給し、弾性体を膨張させる。これにより、巻回体37も膨張し、弾性体によって金型に押し付けられる。金型に押し付けられた巻回体37は、金型から加熱を受け、巻回体37を構成する樹脂一体化炭素繊維シート表面の熱可塑性樹脂は溶融する。溶融された熱可塑性樹脂は、樹脂一体化炭素繊維シート内に含浸され、樹脂一体化炭素繊維シート間に浸透かつ拡散し、巻回体37全体に含浸して、巻回体が一体化する。金型の昇温は、例えば、巻回体37の金型内への配置後に開始する。次いで、金型を例えば水冷により冷却した後、脱型する。これにより、繊維補強樹脂部を含む中空成形体が得られる。 The elastic body 35 with the wound body 37 arranged thereon is placed in a molding die, and pressurized fluid is supplied from an air supply port 41 fixed to one end of the elastic body 35 to expand the elastic body. This causes the wound body 37 to expand as well, and the elastic body presses it against the die. The wound body 37 pressed against the die is heated by the die, and the thermoplastic resin on the surface of the resin-integrated carbon fiber sheet that makes up the wound body 37 melts. The molten thermoplastic resin impregnates the resin-integrated carbon fiber sheet, permeates and diffuses between the resin-integrated carbon fiber sheets, and impregnates the entire wound body 37, integrating the wound body. The temperature of the die begins, for example, after the wound body 37 is placed in the die. The die is then cooled, for example, by water cooling, and then demolded. This results in a hollow molded body containing a fiber-reinforced resin portion.

樹脂一体化炭素繊維シートの積層体110を弾性体35に巻き付けると、第2の樹脂一体化繊維シートを構成する一方向連続繊維は、弾性体35の周方向に巻き付く。樹脂一体化繊維シートを構成する一方向連続繊維は、それ自体伸長しない。したがって、第2の樹脂一体化繊維シートの一方向連続繊維が長手方向全長に渡って完全に連続していると、弾性体35の径方向への膨張、延いては巻回体37の膨張が阻害される。しかし、第2の樹脂一体化炭素繊維シートに、スリットが形成されているので、スリットが形成された部分が径方向へ膨張し、巻回体の径方向への膨張が容易化する。その結果、金型への巻回体の押し付け及び巻回体の加熱が十分に行えることにより、ボイドおよび剥離の発生が抑制されて、中空成形体について実用上十分な強度の確保が可能となる。 When the resin-integrated carbon fiber sheet laminate 110 is wound around the elastic body 35, the unidirectional continuous fibers that make up the second resin-integrated fiber sheet are wound circumferentially around the elastic body 35. The unidirectional continuous fibers that make up the resin-integrated fiber sheet do not stretch themselves. Therefore, if the unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet were completely continuous along their entire length, the radial expansion of the elastic body 35 and, ultimately, the expansion of the wound body 37 would be hindered. However, because the second resin-integrated carbon fiber sheet has slits, the slit portions expand radially, facilitating radial expansion of the wound body. As a result, the wound body can be pressed against the mold and heated sufficiently, suppressing the occurrence of voids and delamination and ensuring sufficient strength for practical use in the hollow molded body.

弾性体内部へ供給される圧力流体としては、圧縮空気等が挙げられる。圧力流体による内圧は、0.1~2MPaが好ましく、金型温度Tは、Tm(熱可塑性樹脂の溶融温度)+20℃≦T≦350℃であると好ましい。加熱成形時間は、好ましくは30秒~30分であり、冷却時間は、好ましくは1分~10分である。冷却は、金型の温度が例えば60℃以下になるまで行う。 Examples of the pressurized fluid supplied to the inside of the elastic body include compressed air. The internal pressure of the pressurized fluid is preferably 0.1 to 2 MPa, and the mold temperature T is preferably Tm (melting temperature of the thermoplastic resin) + 20°C ≦ T ≦ 350°C. The heat-molding time is preferably 30 seconds to 30 minutes, and the cooling time is preferably 1 to 10 minutes. Cooling is carried out until the mold temperature drops to, for example, 60°C or below.

[樹脂一体化繊維シート]
次に、中空成形体の製造に使用される樹脂一体化繊維シートについて説明する。中空成形体の製造に使用される樹脂一体化繊維シートは、前記一方向連続繊維と交錯する方向の架橋繊維を含み、かつ前記熱可塑性樹脂は前記連続繊維と前記架橋繊維とを一体化していることが好ましい。前記樹脂一体化繊維シートは、前記連続繊維上に他方向に配置されている補助糸をさらに含んでもよい。補助糸とは、一方向連続繊維の配向性を一定に保つものであり、補助糸としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維等が挙げられる。
[Resin-integrated fiber sheet]
Next, the resin-integrated fiber sheet used to manufacture a hollow molded body will be described. The resin-integrated fiber sheet used to manufacture a hollow molded body preferably contains crosslinked fibers in a direction intersecting the unidirectional continuous fibers, and the thermoplastic resin integrates the continuous fibers with the crosslinked fibers. The resin-integrated fiber sheet may further contain auxiliary threads arranged in the other direction on the continuous fibers. The auxiliary threads maintain a constant orientation of the unidirectional continuous fibers, and examples of auxiliary threads include glass fiber, aramid fiber, polyester fiber, nylon fiber, and vinylon fiber.

本発明で使用する樹脂一体化繊維シートの繊維の主成分は、開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維であり、一方向長繊維である。繊維の副成分は、一方向連続繊維と交錯する方向に配列された架橋繊維であることが好ましい。ここで主成分の含有量は、樹脂一体化繊維シートに含まれる繊維を100質量%としたとき、75~99質量%が好ましく、副成分の含有量は1~25質量%が好ましい。熱可塑性樹脂は、粉体状で一方向連続繊維及び架橋繊維の上から付着させ、一方向連続繊維の少なくとも表面に熱融着しており、かつ一方向連続繊維と架橋繊維とを一体化していることが好ましい。このシートは、一方向連続繊維と架橋繊維が、熱融着した熱可塑性樹脂により一体化しているため、取り扱い性が良好で、積層(巻回に伴う積層も含む)する際、及び成形する際の操作性が良い。 The main fiber component of the resin-integrated fiber sheet used in the present invention is unidirectional continuous fibers that are spread and aligned in parallel in one direction, and is unidirectional long fibers. The secondary fiber component is preferably crosslinked fibers aligned in a direction intersecting with the unidirectional continuous fibers. The content of the main component is preferably 75 to 99 mass%, and the content of the secondary component is preferably 1 to 25 mass%, assuming that the total amount of fibers contained in the resin-integrated fiber sheet is 100 mass%. The thermoplastic resin is preferably in powder form and applied onto the unidirectional continuous fibers and crosslinked fibers, heat-fused to at least the surface of the unidirectional continuous fibers, integrating the unidirectional continuous fibers and the crosslinked fibers. Because the unidirectional continuous fibers and the crosslinked fibers are integrated by the heat-fused thermoplastic resin, this sheet is easy to handle and easy to operate during lamination (including lamination involving winding) and molding.

前記樹脂一体化繊維シートは、一方向連続繊維の表面にマトリックスとなる熱可塑性粉体樹脂を付着させ熱融着させたセミプレグである。このセミプレグは、成形により、表面の熱可塑性樹脂が樹脂一体化繊維シート内に含浸されやすく、樹脂一体化繊維シート間に一様に浸透かつ拡散され易い。そのため賦形性(成形性)に優れ、ボイドの発生が抑制される。 The resin-integrated fiber sheet is a semipreg made by adhering a matrix thermoplastic powder resin to the surface of unidirectional continuous fibers and then heat-fusing them. When molded, this semipreg allows the thermoplastic resin on the surface to easily impregnate the resin-integrated fiber sheet and easily penetrate and diffuse uniformly between the resin-integrated fiber sheets. This results in excellent formability (moldability) and suppresses the occurrence of voids.

前記一方向連続繊維と架橋繊維の合計を100質量%としたとき、一方向連続繊維は75~99質量%が好ましく、より好ましくは80~97質量%、さらに好ましくは85~97質量%である。また、架橋繊維は1~25質量%が好ましく、より好ましくは3~20質量%、さらに好ましくは3~15質量%である。質量割合が前記の範囲であれば、一方向連続繊維の一体性が高く、幅方向の引張強度の高い樹脂一体化繊維シートとなる。 When the total of the unidirectional continuous fibers and crosslinked fibers is taken as 100% by mass, the unidirectional continuous fibers preferably account for 75 to 99% by mass, more preferably 80 to 97% by mass, and even more preferably 85 to 97% by mass. The crosslinked fibers preferably account for 1 to 25% by mass, more preferably 3 to 20% by mass, and even more preferably 3 to 15% by mass. When the mass proportions are within the above ranges, the integrity of the unidirectional continuous fibers is high, resulting in a resin-integrated fiber sheet with high tensile strength in the width direction.

前記樹脂一体化繊維シートの繊維体積(Vf)は25~70体積%、熱可塑性樹脂30~75体積%が好ましく、より好ましくは繊維35~60体積%、樹脂40~65体積%である。これにより、樹脂一体化繊維シートの樹脂成分を、そのまま中空成形体のマトリックス樹脂成分にすることができる。すなわち、中空成形体を製造する際に、新たな樹脂の追加は不要である。樹脂一体化繊維シートの単位面積あたりの質量は20~1000g/m2が好ましく、より好ましくは50~500g/m2である。 The fiber volume (Vf) of the resin-integrated fiber sheet is preferably 25 to 70 volume % and the thermoplastic resin is preferably 30 to 75 volume %, more preferably 35 to 60 volume % fiber and 40 to 65 volume % resin. This allows the resin component of the resin-integrated fiber sheet to be used as the matrix resin component of the hollow molded body. In other words, no additional resin is required when producing the hollow molded body. The mass per unit area of the resin-integrated fiber sheet is preferably 20 to 1,000 g/ , more preferably 50 to 500 g/ .

前記繊維は、炭素繊維、ガラス繊維及び弾性率が380cN/dtex以上の高弾性率繊維から選ばれる少なくとも一つが好ましい。前記高弾性率繊維としては、例えばアラミド繊維、とくにパラ系アラミド繊維(弾性率:380~980cN/dtex)、ポリアリレート繊維(弾性率:600~741cN/dtex)、ヘテロ環ポリマー(PBO,弾性率:1060~2200cN/dtex)繊維、高分子量ポリエチレン繊維(弾性率:883~1413cN/dtex)、ポリビニルアルコール繊維(PVA,強度:14~18cN/dtex)などがある(繊維の百科事典,522頁,2002年3月25日,丸善)。これらの繊維は樹脂強化繊維として有用である。とくに炭素繊維は有用である。 The fiber is preferably at least one selected from carbon fiber, glass fiber, and high-modulus fibers with a modulus of elasticity of 380 cN/dtex or higher. Examples of high-modulus fibers include aramid fiber, particularly para-aramid fiber (modulus of elasticity: 380-980 cN/dtex), polyarylate fiber (modulus of elasticity: 600-741 cN/dtex), heterocyclic polymer (PBO, modulus of elasticity: 1060-2200 cN/dtex), high-molecular-weight polyethylene fiber (modulus of elasticity: 883-1413 cN/dtex), and polyvinyl alcohol fiber (PVA, strength: 14-18 cN/dtex) (Encyclopedia of Fibers, p. 522, March 25, 2002, Maruzen). These fibers are useful as resin-reinforced fibers. Carbon fiber is particularly useful.

前記樹脂一体化繊維シートの1枚の厚みは20~1000μmが好ましく、50~500μmがより好ましい。この範囲の厚さの樹脂一体化繊維シートは成形しやすい。なお、前記樹脂一体化繊維シートの1枚の厚みは、熱可塑性樹脂を、一方向連続繊維に完全に含浸させた状態で測定した厚みである。 The thickness of one of the resin-integrated fiber sheets is preferably 20 to 1000 μm, more preferably 50 to 500 μm. Resin-integrated fiber sheets with a thickness in this range are easy to mold. Note that the thickness of one of the resin-integrated fiber sheets is measured when the thermoplastic resin has been completely impregnated into the unidirectional continuous fibers.

前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン(PEEK)系樹脂などが使用可能であるが、これらに限定されない。 The thermoplastic resin may be, but is not limited to, polyamide resin, polycarbonate resin, polypropylene resin, polyester resin, polyethylene resin, acrylic resin, phenoxy resin, polystyrene resin, polyimide resin, and polyether ether ketone (PEEK) resin.

本発明の樹脂一体化繊維シートの樹脂の付着状態は、連続繊維群が開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維(以下、「開繊シート」ともいう)の表面付近に粉体樹脂が溶融固化して付着しており、樹脂は開繊シート内部には含浸していないか又は一部僅かに含浸しているのが好ましい。前記状態であると、樹脂一体化繊維シートを複数枚積層し、中空成形体を成形するのに際し、樹脂が開繊シート全体に行き渡りやすく好ましい。 The resin adhesion state of the resin-integrated fiber sheet of the present invention is such that the powder resin melts and solidifies and adheres near the surface of the unidirectional continuous fibers (hereinafter also referred to as the "spread sheet"), in which continuous fibers have been spread and aligned in parallel in one direction, and the resin does not impregnate the interior of the spread sheet, or only slightly impregnates some of it. This state is preferable because it makes it easier for the resin to spread throughout the entire spread sheet when multiple resin-integrated fiber sheets are stacked and a hollow molded body is formed.

開繊シートの幅は、炭素繊維の場合、構成繊維本数1000本当たり0.1~5.0mmが好ましい。具体的には、開繊シートの幅は、50K又は60Kなどのラージトウの場合は構成繊維本数1000本当たり0.1~1.5mm程度であり、12K又は15Kなどのレギュラートウの場合は構成繊維本数1000本当たり0.5~5.0mm程度である。ここで、Kは構成繊維本数1000本のことを示す。炭素繊維メーカーの販売する未開繊トウを拡開し、使用し易い開繊シートとし、様々な中空成形体の成形のために供給できる。樹脂一体化繊維シートの製造のために供給される炭素繊維束(トウ)は5,000~50,000本/束が好ましく、この炭素繊維束(トウ)を10~280本、開繊手段へ供給するのが好ましい。このように炭素繊維束(トウ)を複数本供給して開繊し、1枚のシートにすると、炭素繊維束(トウ)と炭素繊維束(トウ)の間が開裂しやすいが、様々な方向性を有する架橋繊維が樹脂により開繊シートに接着固定されていると、トウ間の開裂も防止できる。 For carbon fiber, the width of the spread sheet is preferably 0.1 to 5.0 mm per 1,000 constituent fibers. Specifically, the width of the spread sheet is approximately 0.1 to 1.5 mm per 1,000 constituent fibers for large tows such as 50K or 60K, and approximately 0.5 to 5.0 mm per 1,000 constituent fibers for regular tows such as 12K or 15K. Here, K indicates 1,000 constituent fibers. Unspread tows sold by carbon fiber manufacturers can be spread to form easy-to-use spread sheets, which can be supplied for molding various hollow molded articles. The carbon fiber bundles (tows) supplied for the production of resin-integrated fiber sheets are preferably 5,000 to 50,000 fibers per bundle, and 10 to 280 of these carbon fiber bundles (tows) are preferably supplied to the spreading means. When multiple carbon fiber bundles (tows) are supplied and spread in this way to form a single sheet, the carbon fiber bundles (tows) are prone to splitting apart, but if crosslinked fibers with various orientations are bonded and fixed to the spread sheet with resin, splitting between the tows can also be prevented.

架橋繊維の平均長さは、1mm以上が好ましく、さらに好ましくは5mm以上である。架橋繊維の平均長さが前記の範囲であれば、幅方向の強度が高く、取り扱い性に優れた炭素繊維シートとなる。 The average length of the crosslinked fibers is preferably 1 mm or more, and more preferably 5 mm or more. If the average length of the crosslinked fibers is within this range, the carbon fiber sheet will have high strength in the width direction and excellent handleability.

[樹脂一体化繊維シートの製造方法]
本発明の中空成形体の製造に使用する樹脂一体化繊維シートの製造方法は、例えば、次の工程を含む。開繊シートとして炭素繊維シートを挙げて説明する。
(1)炭素繊維フィラメント群を、複数のロールを通過、開繊バーを通過、及びエアー開繊から選ばれる少なくとも一つの手段により開繊させ、一方向に並列状に配列させるに際し、開繊時もしくは開繊後に架橋繊維を炭素繊維フィラメント群から発生させるか、又は開繊時もしくは開繊後に架橋繊維を炭素繊維シートに落下させる。前記架橋繊維は炭素繊維シートの面積10mm2あたり平均1本以上とする。ロール又は開繊バーを通過させて炭素繊維フィラメント群を開繊する場合、炭素繊維フィラメント群に張力をかけることで、開繊時に炭素繊維フィラメント群から架橋繊維を発生させることができる。炭素繊維フィラメント群の張力は、例えば、15,000本あたり2.5~30Nの範囲とすることができる。エアー開繊を採用する場合は、この後にロール又は開繊バーにより架橋繊維を発生させるのが好ましい。架橋繊維を炭素繊維フィラメント群から発生させた場合は、架橋繊維は、炭素繊維シートを構成する炭素繊維と交錯した状態となる。ここで交錯とは、絡み合いを含む。例えば、架橋繊維の一部又は全部は炭素繊維シート内に存在し、一方向に配列されている炭素繊維と立体的に交錯している。
(2)開繊された炭素繊維シートに粉体樹脂を付与する。
(3)加圧フリー(加圧なし)状態で粉体樹脂を加熱溶融し、冷却し、炭素繊維シートの少なくとも表面の一部に部分的に樹脂を存在させる。この際に、架橋繊維を表面の樹脂により炭素繊維シートに接着固定させる。
[Method of manufacturing resin-integrated fiber sheet]
The method for producing the resin-integrated fiber sheet used in producing the hollow molded article of the present invention includes, for example, the following steps: A carbon fiber sheet will be taken as an example of the spread fiber sheet.
(1) When carbon fiber filaments are spread and arranged in parallel in one direction by at least one means selected from passing through multiple rolls, passing through a spreading bar, and air spreading, crosslinked fibers are generated from the carbon fiber filaments during or after spreading, or crosslinked fibers are dropped onto a carbon fiber sheet during or after spreading. The crosslinked fibers are an average of one or more per 10 mm2 area of the carbon fiber sheet. When spreading carbon fiber filaments by passing through rolls or a spreading bar, crosslinked fibers can be generated from the carbon fiber filaments during spreading by applying tension to the carbon fiber filaments. The tension of the carbon fiber filaments can be, for example, in the range of 2.5 to 30 N per 15,000 filaments. When air spreading is used, it is preferable to subsequently generate crosslinked fibers using a roll or a spreading bar. When crosslinked fibers are generated from the carbon fiber filaments, the crosslinked fibers are intertwined with the carbon fibers constituting the carbon fiber sheet. Here, intertwining includes entanglement. For example, some or all of the crosslinked fibers are present in the carbon fiber sheet and are three-dimensionally intertwined with the carbon fibers that are aligned in one direction.
(2) Powdered resin is applied to the opened carbon fiber sheet.
(3) The powder resin is heated and melted in a pressure-free state (without pressure), and then cooled to cause the resin to be partially present on at least a part of the surface of the carbon fiber sheet. At this time, the crosslinked fibers are bonded and fixed to the carbon fiber sheet by the resin on the surface.

図8は本発明の一実施形態の中空成形体の製造に使用する、樹脂一体化炭素繊維シート1の模式的斜視図、図9は、樹脂一体化炭素繊維シート1の厚み幅方向の模式的断面図である。連続繊維群が開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維2の表面には、架橋繊維3が様々な方向に配向して配置している。また一方向炭素繊維2の表面付近に樹脂4が溶融固化して付着しており、樹脂4は一方向炭素繊維2(開繊シート)の内部には含浸していないか又は一部僅かに含浸している程度である。樹脂4は架橋繊維3を一方向炭素繊維2の表面に接着固定している。 Figure 8 is a schematic perspective view of a resin-integrated carbon fiber sheet 1 used to manufacture a hollow molded article according to one embodiment of the present invention, and Figure 9 is a schematic cross-sectional view of the resin-integrated carbon fiber sheet 1 in the thickness-width direction. The unidirectional continuous fibers 2 are formed by spreading continuous fibers and arranging them in parallel in one direction. On the surface of the fibers, bridging fibers 3 are oriented in various directions. Resin 4 melts and solidifies and adheres to the surface of the unidirectional carbon fibers 2. The resin 4 does not impregnate the interior of the unidirectional carbon fibers 2 (spread fiber sheet), or only partially impregnates the interior. The resin 4 adheres and fixes the bridging fibers 3 to the surface of the unidirectional carbon fibers 2.

図9に示すように、一方向炭素繊維2(開繊シート)の表面には架橋繊維3a,3bが存在する。架橋繊維3aは全部が一方向炭素繊維2の表面にある。架橋繊維3bは一部が一方向炭素繊維2の表面にあり、一部は内部に入って炭素繊維と交錯した状態である。樹脂4は架橋繊維3を一方向炭素繊維2の表面に接着固定している。また、一方向炭素繊維2(開繊シート)の表面には樹脂4が付着している部分と、樹脂が付着していない部分5がある。樹脂が付着していない部分5は、樹脂一体化炭素繊維シート1を複数枚積層状態で加熱し、繊維強化中空成形体に成形する際に、繊維シート内部の空気がこの部分から抜ける通路となり、加圧により表面の樹脂が開繊シート内全体に含浸しやすくなる。これにより樹脂4は繊維強化中空成形体のマトリックス樹脂となる。 As shown in Figure 9, bridging fibers 3a and 3b are present on the surface of the unidirectional carbon fiber 2 (spread sheet). All of the bridging fibers 3a are present on the surface of the unidirectional carbon fiber 2. Some of the bridging fibers 3b are present on the surface of the unidirectional carbon fiber 2, while some are present inside and intertwined with the carbon fibers. Resin 4 adheres and fixes the bridging fibers 3 to the surface of the unidirectional carbon fiber 2. The surface of the unidirectional carbon fiber 2 (spread sheet) has areas where resin 4 is attached and areas 5 where resin is not attached. When multiple resin-integrated carbon fiber sheets 1 are heated in a stacked state and molded into a fiber-reinforced hollow molding, the areas 5 where resin is not attached serve as paths for air to escape from the fiber sheet. This makes it easier for the resin on the surface to impregnate the entire spread sheet when pressurized. As a result, resin 4 becomes the matrix resin for the fiber-reinforced hollow molding.

図10は本発明の一実施形態の中空成形体の製造に使用する、樹脂一体化炭素繊維シートの製造方法を示す模式的工程図である。多数個の供給ボビン7(図7では1つのみ記載し、他は省略している。)から炭素繊維フィラメント群(トウ)8を引き出し、開繊ロール21a-21jの間を通過させることで、開繊させる(ロール開繊工程23)。ロール開繊に代えて、エアー開繊としてもよい。開繊ロールは固定又は回転してもよく、幅方向に振動してもよい。 Figure 10 is a schematic process diagram showing a method for producing a resin-integrated carbon fiber sheet used to produce a hollow molded body according to one embodiment of the present invention. A group of carbon fiber filaments (tows) 8 is pulled out from multiple supply bobbins 7 (only one is shown in Figure 7, the others are omitted) and spread by passing it between spreading rolls 21a-21j (roll spreading process 23). Air spreading may be used instead of roll spreading. The spreading rolls may be fixed or rotating, or may vibrate in the width direction.

開繊工程の後、開繊されたトウをニップロール9a,9b間でニップし、この間に設置した複数のブリッジロール12a-12bの間を通過させ、トウの張力を例えば15,000本あたり(1個の供給ボビンから供給される炭素繊維フィラメント群に相当)2.5~30Nの範囲でかけることで、架橋繊維を発生させる(架橋繊維発生工程24)。ブリッジロールは回転してもよく、幅方向に振動してもよい。ブリッジロールは、例えば表面が梨地、凹凸、または鏡面の複数ロールであり、ブリッジロールを炭素繊維フィラメント群に対して屈曲状態で配置する、固定、回転、幅方向に振動させる又はこれらの組み合わせにより架橋繊維を発生させる。13a-13gはガイドロールである。 After the opening process, the opened tow is nipped between nip rolls 9a and 9b and passed between multiple bridge rolls 12a-12b placed between them. A tension of 2.5 to 30 N per 15,000 tows (corresponding to a group of carbon fiber filaments supplied from one supply bobbin) is applied to generate crosslinked fibers (crosslinked fiber generation process 24). The bridge rolls may rotate or vibrate widthwise. The bridge rolls may be multiple rolls with, for example, matte, textured, or mirrored surfaces. The bridge rolls are positioned in a bent state relative to the group of carbon fiber filaments, or may be fixed, rotated, vibrated widthwise, or a combination of these to generate crosslinked fibers. 13a-13g are guide rolls.

その後、粉体供給ホッパー14からドライパウダー樹脂15を開繊シートの表面に振りかけ、圧力フリー状態で加熱装置16内に供給し加熱し、ドライパウダー樹脂15を溶融し、ガイドロール13e-13g間で冷却する。その後、開繊シートの裏面にも粉体供給ホッパー17からドライパウダー樹脂18を振りかけ、圧力フリー状態で加熱装置19内に供給し加熱し、ドライパウダー樹脂18を溶融し、冷却し、巻き上げロール20に巻き上げられる(粉体樹脂付与工程25)。ドライパウダー樹脂15、18は、例えばポリプロピレン樹脂(融点:150~165℃)とし、加熱装置16,19内の各温度は例えばドライパウダー樹脂の融点、軟化点又は流動化点の+5~60℃、滞留時間は例えば各4秒とする。これにより、炭素繊維の開繊シートは幅方向の強度が高くなる。 Then, dry powder resin 15 is sprinkled onto the surface of the spread sheet from powder supply hopper 14, supplied to heating device 16 in a pressure-free state and heated, melting the dry powder resin 15, and cooled between guide rolls 13e-13g. Then, dry powder resin 18 is sprinkled onto the back surface of the spread sheet from powder supply hopper 17, supplied to heating device 19 in a pressure-free state and heated, melting the dry powder resin 18, cooling it, and wound up on winding roll 20 (powder resin application process 25). Dry powder resins 15 and 18 are, for example, polypropylene resin (melting point: 150-165°C), and the temperatures in heating devices 16 and 19 are, for example, +5-60°C above the melting point, softening point, or fluidization point of the dry powder resin, with residence times of, for example, 4 seconds each. This increases the strength in the width direction of the carbon fiber spread sheet.

粉体樹脂の付与は、粉体塗布法、静電塗装法、吹付法、流動浸漬法などが採用できる。炭素繊維の開繊シート表面に粉体樹脂を落下させる粉体塗布法が好ましい。例えばドライパウダー状の粉体樹脂を開繊された炭素繊維の開繊シート表面に振りかける。 The powder resin can be applied by powder coating, electrostatic coating, spraying, fluidized bed dipping, etc. The powder coating method, in which powder resin is dropped onto the surface of a spread carbon fiber sheet, is preferred. For example, powder resin in dry powder form is sprinkled onto the surface of a spread carbon fiber sheet.

本発明の利点をまとめると次のようになる。
(1)前記樹脂一体化炭素繊維シートは、不織布やプリプレグ基材とは異なり、柔軟性が高いため、賦形性、成形性が優れている。
(2)第2の樹脂一体化炭素繊維シートにスリットを形成することにより、積層体の巻回体の巻回方向に配向する連続繊維を途中で分断することで、弾性体の膨張及びその上に配置された巻回体の拡径が行われ易くなる。その結果、金型への巻回体の押し付け及び巻回体の加熱が十分に行えることにより、ボイドおよび剥離の発生が抑制されて、中空成形体について実用上十分な強度の確保が可能となる。
(3)樹脂一体化炭素繊維シートは、熱硬化性樹脂を用いたプリプレグ基材またはセミプレグ基材とは異なり、ダイレクト成形が可能である。すなわち、巻回体の形成のための樹脂の軟化および巻回体の拡径のための樹脂の軟化が不要であり、樹脂一体化炭素繊維シートへの賦形と、熱可塑性樹脂の繊維シート全体への含浸・樹脂一体化炭素繊維シート間への浸透かつ拡散とを、ほぼ同時に行える。
(4)本発明では、樹脂一体化炭素繊維シートに含まれる樹脂以外の追加樹脂が不要であるため、成形時間を高速にすることができ、繊維補強樹脂部の厚みが薄い中空成形体を製造することもできる。
The advantages of the present invention can be summarized as follows:
(1) The resin-integrated carbon fiber sheet is different from nonwoven fabric or prepreg substrates in that it has high flexibility and is therefore excellent in formability and moldability.
(2) By forming slits in the second resin-integrated carbon fiber sheet, the continuous fibers oriented in the winding direction of the wound body of the laminate are cut in the middle, which facilitates the expansion of the elastic body and the expansion of the diameter of the wound body placed thereon. As a result, the wound body can be pressed against the mold and heated sufficiently, which suppresses the occurrence of voids and peeling, and makes it possible to ensure a hollow molded body with sufficient strength for practical use.
(3) Unlike prepreg or semipreg substrates using thermosetting resins, resin-integrated carbon fiber sheets can be directly molded. That is, there is no need to soften the resin to form a wound body or to expand the diameter of the wound body. Shaping into a resin-integrated carbon fiber sheet and impregnation of the thermoplastic resin into the entire fiber sheet and penetration and diffusion between the resin-integrated carbon fiber sheets can be performed almost simultaneously.
(4) In the present invention, since no additional resin other than the resin contained in the resin-integrated carbon fiber sheet is required, the molding time can be shortened and a hollow molded body with a thin fiber-reinforced resin portion can be produced.

以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained using the following examples. Note that the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
(1)炭素繊維未開繊トウ
炭素繊維未開繊トウは三菱ケミカル社製、品番:PYROFILE TR 50S15L、形状:レギュラートウ フィラメント15K(15,000本)、単繊維直径7μmを使用した。この炭素繊維未開繊トウの炭素繊維にはエポキシ系化合物がサイジング剤として付着されている。
Example 1
(1) Unopened Carbon Fiber Tow The unopened carbon fiber tow used was manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product number: PYROFILE TR 50S15L, shape: regular tow filament 15K (15,000 filaments), single fiber diameter 7 μm. An epoxy compound was attached to the carbon fibers of this unopened carbon fiber tow as a sizing agent.

(2)未開繊トウの開繊手段
図10の開繊手段を使用して開繊した(開繊工程)。開繊工程において、炭素繊維フィラメント群(トウ)の張力は15,000本あたり15Nとした。このようにして炭素繊維フィラメント構成本数15K、開繊幅500mmの開繊シートとした。架橋繊維は3.3質量%であった。
(2) Means for spreading unspread tow The unspread tow was spread using the spreading means shown in Fig. 10 (spreading process). In the spreading process, the tension of the carbon fiber filaments (tow) was 15 N per 15,000 filaments. In this way, a spread sheet having 15K carbon fiber filaments and a spread width of 500 mm was obtained. The crosslinked fiber was 3.3% by mass.

(3)セミプレグ
[セミプレグ1]
ドライパウダー樹脂としてポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂(融点:290℃、ポリプラスチック社製)を使用した。この樹脂は、炭素繊維1m2に対して平均片面28.2g、両面で56.4g付与した。加熱装置16,19内の温度は各220℃、滞留時間は各8秒とした(粉体樹脂付与工程)。得られた樹脂一体化繊維シート(長尺物)の質量は132.4g/m2、厚みは0.2mm、繊維体積(Vf)は50体積%、ドライパウダー樹脂(熱可塑性樹脂)は50体積%であった。
[セミプレグ2]
ドライパウダー樹脂の付与量を変えたこと以外は上記と同様にして、124.1g/m2、厚み0.2mm、繊維体積(Vf)35体積%、ドライパウダー樹脂(熱可塑性樹脂)65体積%の、樹脂一体化繊維シート(長尺物)を作製した。
(3) Semipreg [Semipreg 1]
Polyphenylene sulfide (PPS) resin (melting point: 290°C, manufactured by Polyplastics Co., Ltd.) was used as the dry powder resin. An average of 28.2 g of this resin was applied to one side of 1 m2 of carbon fiber, for a total of 56.4 g on both sides. The temperature in the heating devices 16 and 19 was 220°C, and the residence time was 8 seconds (powder resin application step). The mass of the obtained resin-integrated fiber sheet (long object) was 132.4 g/ m2 , the thickness was 0.2 mm, the fiber volume (Vf) was 50 vol%, and the dry powder resin (thermoplastic resin) was 50 vol%.
[Semi-preg 2]
A resin-integrated fiber sheet (long object) was prepared in the same manner as above, except that the amount of dry powder resin applied was changed, with a weight of 124.1 g/ m2 , a thickness of 0.2 mm, a fiber volume (Vf) of 35 vol%, and a dry powder resin (thermoplastic resin) content of 65 vol%.

(4)積層体
樹脂一体化繊維シートの長尺物を所定の形状にカットし、必要に応じてスリットを設けて、図11に示したAシート(幅460mm、MD方向長320mm(炭素繊維の長手方向の長さ)、スリットなし)と、図12A~Dに各々示したBシートI~IV(幅320mm、MD方向長460mm(炭素繊維の長手方向の長さ))とを得た。図12Bに示したBシートIIは、炭素繊維の長手方向に沿って5分割されており(L1=90mm、L2=100mm)、図12Cに示したBシートIIIは、炭素繊維の長手方向に沿って4分割されており(L3=140mm、L4=40mm)、図12Dに示したBシートIVには、長さ60mmのスリットが炭素繊維の長手方向に沿って90mm間隔(L5)で形成されている。
Aシートの炭素繊維の長手方向とBシートI~IVの炭素繊維の長手方向とが直交するように、Aシートの上にBシートI~IVを各々重ねて、2層構造の積層体A~Eを得た(表1参照)。
(4) Laminates A long resin-integrated fiber sheet was cut into a predetermined shape, and slits were made as necessary to obtain Sheet A shown in Figure 11 (width 460 mm, MD length 320 mm (longitudinal length of the carbon fibers), no slits) and Sheets B I to IV shown in Figures 12A to 12D (width 320 mm, MD length 460 mm (longitudinal length of the carbon fibers)). Sheet B II shown in Figure 12B was divided into five parts along the longitudinal direction of the carbon fibers (L1 = 90 mm, L2 = 100 mm). Sheet B III shown in Figure 12C was divided into four parts along the longitudinal direction of the carbon fibers (L3 = 140 mm, L4 = 40 mm). Sheet B IV shown in Figure 12D had 60 mm long slits formed at 90 mm intervals (L5) along the longitudinal direction of the carbon fibers.
Sheets B I to IV were each stacked on top of Sheet A so that the longitudinal direction of the carbon fibers in Sheet A and the longitudinal direction of the carbon fibers in Sheets B I to IV were perpendicular to each other, thereby obtaining two-layer laminates A to E (see Table 1).

次に、図7に示す装置で次の条件で内圧成形を実施して、中空成形体を成形し、バリ取りのためにその両端を各々10mm切断して、下記表1に示す、参考例1~2、実施例1~3の中空成形体(巻回数4、直径35mm、長さ300mm、外周長109mm、オーバーラップ部の幅24mm)を得た。積層体の巻回は、Aシートが外側になるように行った。
・弾性体の直径:30mm
・金型温度:315℃
・エアー圧:0.6MPa
・加熱成形時間:5分
・水冷却時間:5分
冷却後にエアラインを切り、中空成形体を脱型した。
Next, internal pressure molding was carried out under the following conditions using the apparatus shown in Figure 7 to form a hollow molded body, and both ends were cut off by 10 mm to remove burrs, to obtain the hollow molded bodies of Reference Examples 1 and 2 and Examples 1 to 3 shown in the following Table 1 (number of windings: 4, diameter: 35 mm, length: 300 mm, outer periphery: 109 mm, overlap width: 24 mm). The laminate was wound so that Sheet A was on the outside.
・Diameter of elastic body: 30 mm
Mold temperature: 315°C
Air pressure: 0.6 MPa
Heat molding time: 5 minutes Water cooling time: 5 minutes After cooling, the air line was cut off and the hollow molded body was demolded.

[評価]
(厚みの測定)
中空成形体A~Eの端部及び中央部から、それぞれ、長さ50mmの評価用サンプルを切り出した。各サンプルから最小厚みおよび平均厚みを測定し、その結果を下記表2に示した。厚みは、マイクロメーターを用いて測定し、平均厚みは、5点測定しその平均値とした。測定は、評価用サンプルを、23℃、湿度50%の雰囲気下に48時間以上放置した後に行った。
[evaluation]
(Thickness measurement)
Evaluation samples 50 mm long were cut out from the end and center of each of the hollow molded bodies A to E. The minimum thickness and average thickness of each sample were measured, and the results are shown in Table 2 below. The thickness was measured using a micrometer, and the average thickness was calculated by averaging measurements taken at five points. The measurements were performed after the evaluation samples were left to stand in an atmosphere of 23°C and 50% humidity for 48 hours or more.

(強度測定)
中空成形体A~Eの端部及び中央部から、それぞれ、長さ50mmの評価用サンプルを切り出し、評価用サンプルの直径方向に圧縮試験を行った。圧縮試験は、JIS K7181準拠して行い、精密万能試験機(島津製作所社製、型式:AG-50kNXplus)を用いた。評価用サンプルを台の上に配置し、φ50mmの円盤によってプレスした。測定は、評価用サンプルを、23℃、湿度50%の雰囲気下に48時間以上放置した後に行った。下記表2には、最大荷重、最大荷重ストローク、最大応力(座屈する瞬間の力)を示している。図13~図17は、各々、参考例1~2、実施例1~3の中空成形体から切り出した評価用サンプルについての試験力-変位測定グラフである。図13~図17において、aは、中空成形体の中央部での測定結果を示し、bは、中空成形体の端部での測定結果を示す。
(Strength measurement)
Evaluation samples measuring 50 mm in length were cut from the end and center of each hollow molded body A to E, and compression tests were performed in the diametric direction of the evaluation sample. The compression tests were performed in accordance with JIS K7181 using a precision universal testing machine (Shimadzu Corporation, Model: AG-50kNXplus). The evaluation sample was placed on a platform and pressed with a φ50 mm disk. Measurements were performed after the evaluation sample was left in an atmosphere of 23°C and 50% humidity for at least 48 hours. Table 2 below shows the maximum load, maximum load stroke, and maximum stress (force at the moment of buckling). Figures 13 to 17 are test force-displacement measurement graphs for evaluation samples cut from the hollow molded bodies of Reference Examples 1 and 2 and Examples 1 to 3, respectively. In Figures 13 to 17, a indicates the measurement results at the center of the hollow molded body, and b indicates the measurement results at the end of the hollow molded body.

表2に示されるように、実施例1~3の中空成形体は、参考例1~2の中空成形体よりも、最大応力(圧縮強度)が高くなっており、強度特性が向上している。特に、シートAが複数に分割された実施例1~2の中空成形体の強度特性が向上している。 As shown in Table 2, the hollow molded bodies of Examples 1 to 3 have higher maximum stress (compression strength) and improved strength characteristics than the hollow molded bodies of Reference Examples 1 and 2. In particular, the strength characteristics of the hollow molded bodies of Examples 1 and 2, in which Sheet A is divided into multiple pieces, are improved.

本発明の中空成形体は、パイプ、シャフト、フレームなどであり、断面は円形中空、四角形中空、その他様々な形状の中空体が可能である。本発明は、建築部材、スポーツ用品、風車、自転車、自動車、鉄道、船舶、航空、宇宙などの一般産業用途等において広く応用できる。 The hollow molded articles of the present invention include pipes, shafts, frames, etc., and can have cross sections of circular or rectangular hollows, as well as various other shapes. The present invention can be widely applied to general industrial applications such as building materials, sporting goods, wind turbines, bicycles, automobiles, railways, ships, aviation, and space.

1 樹脂一体化炭素繊維シート
1a 第1の樹脂一体化炭素繊維シート
1b 第2の樹脂一体化炭素繊維シート
2 一方向炭素繊維
3,3a,3b 架橋繊維
4 樹脂
5 樹脂が付着していない部分
6 開繊装置
7 供給ボビン
8 炭素繊維フィラメント群(炭素繊維未開繊トウ)
9a,9b ニップロール
10a,10b スリット
11a,11b 樹脂一体化炭素繊維シート
12a-12b ブリッジロール
13a-13g ガイドロール
14,17 粉体供給ホッパー
15,18 ドライパウダー樹脂
16,19 加熱装置
20 巻き上げロール
21a-21j 開繊ロール
23 ロール開繊工程
24 架橋繊維発生工程
25 粉体樹脂付与工程
30 中空成形体
31 繊維補強樹脂部
32 樹脂一体化炭素繊維シートのオーバーラップ部
33 中空成形体の中心軸
34 重なり部分
35 弾性体
35a 弾性体の中心軸
36 治具
37 樹脂一体化炭素繊維シートの積層体の巻回体
39 上金型
40 下金型
41 エアー供給口
110 積層体
1 Resin-integrated carbon fiber sheet 1a First resin-integrated carbon fiber sheet 1b Second resin-integrated carbon fiber sheet 2 Unidirectional carbon fibers 3, 3a, 3b Cross-linked fibers 4 Resin 5 Portion to which resin is not attached 6 Spreading device 7 Supply bobbin 8 Carbon fiber filament group (carbon fiber unspread tow)
9a, 9b Nip rolls 10a, 10b Slits 11a, 11b Resin-integrated carbon fiber sheets 12a-12b Bridge rolls 13a-13g Guide rolls 14, 17 Powder supply hoppers 15, 18 Dry powder resin 16, 19 Heating device 20 Winding rolls 21a-21j Spreading roll 23 Roll spreading process 24 Crosslinked fiber generating process 25 Powder resin application process 30 Hollow molded body 31 Fiber reinforced resin portion 32 Overlap portion of resin-integrated carbon fiber sheet 33 Central axis of hollow molded body 34 Overlap portion 35 Elastic body 35a Central axis of elastic body 36 Jig 37 Wound body of resin-integrated carbon fiber sheet laminate 39 Upper mold 40 Lower mold 41 Air supply port 110 Laminate

Claims (5)

内部に中空部を有する繊維補強樹脂部を含む繊維強化中空成形体の製造方法であって、
連続繊維群が開繊され一方向に並列状に配列された一方向連続繊維の表面にマトリックスとなる熱可塑性樹脂の粉体を付着させ熱融着させた樹脂一体化繊維シートが複数枚積層された積層体の巻回体を弾性体上に配置する工程と、
金型内に配置された前記弾性体の内部へ圧力流体を供給することにより、前記巻回体を拡径させて前記金型に押し付け、前記金型に押し付けられた前記巻回体は、前記金型から加熱を受けて前記金型の熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させ、前記樹脂一体化繊維シートに前記熱可塑性樹脂を含浸し、前記巻回体を一体化させる工程と、を含み、
前記樹脂一体化繊維シートは、前記一方向連続繊維と交錯する方向且つ様々な方向の架橋繊維を含み、かつ前記熱可塑性樹脂は前記一方向連続繊維と前記架橋繊維とを一体化しており、熱硬化性樹脂は含まず、
前記積層体は、
一方向連続繊維の長手方向が、前記巻回体の軸方向と同方向の第1の樹脂一体化繊維シートと、
一方向連続繊維の長手方向が、前記第1の樹脂一体化繊維シートの前記一方向連続繊維の長手方向と交差する第2の樹脂一体化繊維シートと、を含み、
前記第2の樹脂一体化繊維シートには、スリットが形成されることにより、当該スリットにより前記一方向連続繊維の一部または全部が途中で分断されており、
前記第1の樹脂一体化繊維シートにはスリットが形成されていない、繊維強化中空成形体の製造方法。
A method for producing a fiber-reinforced hollow molded body including a fiber-reinforced resin part having a hollow part therein,
a step of placing a roll of a laminate on an elastic body, the laminate being a plurality of resin-integrated fiber sheets formed by adhering and heat-fusing a thermoplastic resin powder as a matrix to the surfaces of unidirectional continuous fibers that have been spread and aligned in parallel in one direction;
a step of supplying a pressurized fluid into the elastic body arranged in a mold to expand the diameter of the wound body and press it against the mold, the wound body pressed against the mold is heated by the mold and the thermoplastic resin is melted by the heat of the mold, the thermoplastic resin is impregnated into the resin-integrated fiber sheet, and the wound body is integrated with the resin-integrated fiber sheet,
The resin-integrated fiber sheet contains crosslinked fibers in various directions and in a direction intersecting the unidirectional continuous fibers, and the thermoplastic resin integrates the unidirectional continuous fibers and the crosslinked fibers, but does not contain a thermosetting resin;
The laminate is
a first resin-integrated fiber sheet in which the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers is the same as the axial direction of the wound body;
a second resin-integrated fiber sheet in which the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers intersects with the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet,
a slit is formed in the second resin-integrated fiber sheet, and the unidirectional continuous fibers are partly or entirely separated by the slit;
The method for producing a fiber-reinforced hollow molding, wherein the first resin-integrated fiber sheet has no slits formed therein.
前記第2の樹脂一体化繊維シートに、前記一方向連続繊維の全部を切断する前記スリットが複数形成されて、前記第2の樹脂一体化繊維シートが複数のシートに分割されており、前記第2の樹脂一体化繊維シートの幅方向の長さよりも、前記シートの繊維長の方が短い、請求項に記載の繊維強化中空成形体の製造方法。 2. The method for manufacturing a fiber-reinforced hollow molding according to claim 1, wherein a plurality of slits that cut all of the unidirectional continuous fibers are formed in the second resin-integrated fiber sheet, dividing the second resin-integrated fiber sheet into a plurality of sheets, and the fiber length of the sheets is shorter than the widthwise length of the second resin-integrated fiber sheet. 前記第2の樹脂一体化繊維シートには、前記スリットが複数形成されており、
前記複数のスリットが、前記一方向連続繊維の長手方向に沿って、前記繊維強化中空成形体の外周長さの0.5倍~1.5倍の間隔で形成されている、請求項又はに記載の繊維強化中空成形体の製造方法。
a plurality of the slits are formed in the second resin-integrated fiber sheet,
3. The method for producing a fiber-reinforced hollow molding according to claim 1 , wherein the plurality of slits are formed along the longitudinal direction of the unidirectional continuous fibers at intervals of 0.5 to 1.5 times the outer circumferential length of the fiber-reinforced hollow molding.
前記第2の樹脂一体化繊維シートには、前記スリットが複数形成されており、
前記繊維補強中空成形体の軸方向と直交する断面視において、複数のスリットは、前記軸を中心とする周方向に分散している、請求項のいずれかの項に記載の繊維強化中空成形体の製造方法。
a plurality of the slits are formed in the second resin-integrated fiber sheet,
The method for producing a fiber-reinforced hollow molding according to any one of claims 1 to 3 , wherein, in a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the fiber-reinforced hollow molding, the plurality of slits are distributed in a circumferential direction around the axis.
前記第1の樹脂一体化繊維シートの前記一方向連続繊維の配向方向に対する、前記第2樹脂一体化繊維シートの前記一方向連続繊維の配向方向の角度の絶対値は、20°以上90°以下である、請求項1~4のいずれかの項に記載の繊維強化中空成形体の製造方法。 The absolute value of the angle of the orientation direction of the unidirectional continuous fibers of the second resin-integrated fiber sheet relative to the orientation direction of the unidirectional continuous fibers of the first resin-integrated fiber sheet is 20° or more and 90° or less. The method for manufacturing a fiber-reinforced hollow molding according to any one of claims 1 to 4.
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008254425A (en) 2007-03-09 2008-10-23 Toray Ind Inc Manufacturing method for fiber-reinforced plastic
JP2008273176A (en) 2007-04-03 2008-11-13 Toray Ind Inc Manufacturing method for fiber-reinforced plastic
JP2011062818A (en) 2009-09-15 2011-03-31 Doshisha Pipe molding apparatus and pipe molding method
JP2011098475A (en) 2009-11-05 2011-05-19 Sekisui Chem Co Ltd Method for producing reducer made of fiber-reinforced resin
JP2014159155A (en) 2013-02-19 2014-09-04 Boeing Co Spiral laminated structural cone and manufacturing method
JP2016078360A (en) 2014-10-17 2016-05-16 株式会社日本製鋼所 Fiber reinforced resin intermediate and method for producing the same
JP2018126997A (en) 2017-02-10 2018-08-16 東レ株式会社 Intermediate substrate and method for producing intermediate substrate
WO2020166558A1 (en) 2019-02-14 2020-08-20 倉敷紡績株式会社 Fiber-reinforced resin molded body and method for producing carbon fiber sheet used therefor
WO2020226122A1 (en) 2019-05-07 2020-11-12 国立大学法人金沢大学 Composite molded body molding system and production method
WO2020246440A1 (en) 2019-06-07 2020-12-10 倉敷紡績株式会社 Fiber reinforced resin molded body

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH085079B2 (en) * 1987-04-02 1996-01-24 三井東圧化学株式会社 Method for producing fiber-reinforced thermoplastics
JPH08150691A (en) * 1994-11-28 1996-06-11 Sekisui Chem Co Ltd Method for manufacturing fiber composite sheet
JPH10132492A (en) * 1996-10-25 1998-05-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Tube for heat exchanger

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008254425A (en) 2007-03-09 2008-10-23 Toray Ind Inc Manufacturing method for fiber-reinforced plastic
JP2008273176A (en) 2007-04-03 2008-11-13 Toray Ind Inc Manufacturing method for fiber-reinforced plastic
JP2011062818A (en) 2009-09-15 2011-03-31 Doshisha Pipe molding apparatus and pipe molding method
JP2011098475A (en) 2009-11-05 2011-05-19 Sekisui Chem Co Ltd Method for producing reducer made of fiber-reinforced resin
JP2014159155A (en) 2013-02-19 2014-09-04 Boeing Co Spiral laminated structural cone and manufacturing method
JP2016078360A (en) 2014-10-17 2016-05-16 株式会社日本製鋼所 Fiber reinforced resin intermediate and method for producing the same
JP2018126997A (en) 2017-02-10 2018-08-16 東レ株式会社 Intermediate substrate and method for producing intermediate substrate
WO2020166558A1 (en) 2019-02-14 2020-08-20 倉敷紡績株式会社 Fiber-reinforced resin molded body and method for producing carbon fiber sheet used therefor
WO2020226122A1 (en) 2019-05-07 2020-11-12 国立大学法人金沢大学 Composite molded body molding system and production method
WO2020246440A1 (en) 2019-06-07 2020-12-10 倉敷紡績株式会社 Fiber reinforced resin molded body

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