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JPH0735065B2 - Method for producing resin-based fiber-reinforced composite material - Google Patents

Method for producing resin-based fiber-reinforced composite material

Info

Publication number
JPH0735065B2
JPH0735065B2 JP1109586A JP10958689A JPH0735065B2 JP H0735065 B2 JPH0735065 B2 JP H0735065B2 JP 1109586 A JP1109586 A JP 1109586A JP 10958689 A JP10958689 A JP 10958689A JP H0735065 B2 JPH0735065 B2 JP H0735065B2
Authority
JP
Japan
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resin
fiber
fibers
reinforcing
reinforced composite
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP1109586A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH02286311A (en
Inventor
正明 中村
健二 栗本
和秀 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Priority to JP1109586A priority Critical patent/JPH0735065B2/en
Publication of JPH02286311A publication Critical patent/JPH02286311A/en
Publication of JPH0735065B2 publication Critical patent/JPH0735065B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、比強度、比弾性率が大であることを要求され
る用途に好適な樹脂系繊維強化複合材料の製造方法に関
する。更に詳しくは、大きな比曲げ強度及び比曲げ弾性
率が要求される用途に好適な樹脂系繊維強化複合材料の
製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a resin-based fiber-reinforced composite material suitable for applications requiring high specific strength and high specific elastic modulus. More specifically, the present invention relates to a method for producing a resin-based fiber-reinforced composite material suitable for applications in which a large specific bending strength and specific bending elastic modulus are required.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

いわゆる先進複合材料の分野では、強度、弾性率、及び
これらを比重で除した比強度、比弾性率の大きな材料が
望まれている。特に近年では、航空・宇宙産業の発達は
顕著であり、また電気・電子産業、自動車産業等におい
ても、軽量かつ高温での使用に耐える材料の必要性が増
している。繊維強化複合材料はこうした要請に応えるた
めの有用な材料であり、なかでも、樹脂系の繊維強化複
合材料、いわゆる繊維強化プラスチック(以下、FRPと
いう)はその軽量性を生かして比剛性に優れた材料とし
て有用とされている。
In the field of so-called advanced composite materials, materials having high strength, elastic modulus, and specific strength and specific elastic modulus obtained by dividing these by specific gravity are desired. Particularly in recent years, the development of the aviation / space industry has been remarkable, and in the electric / electronic industry, the automobile industry, etc., there is an increasing need for materials that are lightweight and can be used at high temperatures. Fiber-reinforced composite materials are useful materials to meet such demands. Among them, resin-based fiber-reinforced composite materials, so-called fiber-reinforced plastics (hereinafter referred to as FRP), have excellent specific rigidity due to their light weight. It is considered to be useful as a material.

一般にFRPの成形には種々の方法が採られており、用い
る強化繊維の長さも様々で、それぞれ用途に応じた成形
が行われている。長繊維を用いたFRPを製造する方法と
しても、ハンドレイアップ、フィラメントワインディン
ング、プリプレグクロス等の方法があるが、いずれの方
法も強化用繊維にマトリックス樹脂を含浸させて成形す
ることが必須の条件となっており、要求される特性や生
産個数等によって好適な生産方法が選択れている。
Generally, various methods are used for FRP molding, and the length of the reinforcing fiber used is also various, and molding is performed according to each application. As a method for producing FRP using long fibers, there are methods such as hand layup, filament winding, prepreg cloth, etc., but in any method, it is necessary to impregnate the reinforcing fiber with a matrix resin and mold it. Therefore, a suitable production method is selected according to the required characteristics and the number of products to be produced.

こうして生産されるFRPの強度、弾性率、衝撃強度とい
った力学的特性は、多分にその強化の目的で用いられる
繊維の長さや充填率によって左右されることになり、一
般的には、充填率を上げれば力学的特性もそれにつれて
向上させることができる。前述のような各種の成形方法
は、長繊維の高充填化も可能で力学的特性の点では比較
的に優れたものを得ることができるが、総じて成形時間
が長く生産性の点で難点があるといえる。
The mechanical properties such as strength, elastic modulus and impact strength of the FRP produced in this way depend largely on the length and filling rate of the fiber used for the purpose of strengthening the FRP. If it is increased, the mechanical properties can be improved accordingly. The various molding methods as described above can provide high filling of long fibers and can obtain relatively excellent ones in terms of mechanical properties, but generally have a problem in that the molding time is long and the productivity is high. It can be said that there is.

一方、レジンインジェクション成形法は、雄型と雌型に
よって形成されるキャビティー空間に、樹脂を含浸して
いないシート状補強繊維基材を積層、充填した後、その
キャビティー空間に樹脂を圧入して基材に含浸し、樹脂
を硬化せしめる成形法であり、その簡便性等から見ると
樹脂強化複合材料の成形方法としては生産性に優れた方
法であるといえる。しかし乍ら、この方法では樹脂の良
好な含浸を行うためには、むやみに繊維の充填率を高め
ることができないという欠点がある。
On the other hand, in the resin injection molding method, a sheet-shaped reinforcing fiber base material that is not impregnated with resin is laminated and filled in the cavity space formed by the male mold and the female mold, and then the resin is pressed into the cavity space. It is a molding method in which the base material is impregnated with the resin and the resin is cured, and it can be said that it is a method having excellent productivity as a molding method of the resin-reinforced composite material in view of its simplicity and the like. However, this method has a drawback that the filling rate of the fibers cannot be increased unnecessarily in order to perform good resin impregnation.

また、通常の繊維強化複合材料に使用される強化繊維
は、マトリックス樹脂に比げてその比重が大きいもので
あるため、むやみに繊維の充填率を高くすることは複合
化後の成形品の比重を大きくすることにつながり、FRP
の特徴の一つである軽量性を損なうことにもなりかねな
い。
In addition, since the reinforced fibers used in ordinary fiber-reinforced composite materials have a larger specific gravity than the matrix resin, it is important to increase the filling rate of the fibers unnecessarily to increase the specific gravity of the molded product after compounding. FRP
It may also impair the lightness, which is one of the characteristics of the.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明の目的は、従来の樹脂系繊維強化複合材料の製造
における上記問題点を解決し、強化用繊維による補強が
硬化的に行われる樹脂系繊維強化複合材料の製造方法を
提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems in the production of conventional resin-based fiber-reinforced composite materials, and to provide a method for producing a resin-based fiber-reinforced composite material in which reinforcement by reinforcing fibers is carried out in a curable manner. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、かかる実情に鑑み鋭意研究を重ねた結
果、前記目的を達成する本発明を完成した。
The inventors of the present invention have completed the present invention that achieves the above-mentioned object as a result of earnest studies in view of such actual circumstances.

即ち、本発明は、マトリックス樹脂(A)及び長繊維か
らなる強化用繊維(B)を必須とする樹脂系繊維強化複
合材料を製造するに際し、材料の肉厚の1/3に相当する
厚みを有する両表面層中に含まれる強化用繊維(B)の
体積含有率aと材料全体に含まれる強化用繊維(B)の
体積含有率bとがa/b≧1.05を満足するように強化用繊
維(B)を予め成形用金型内にプリセットしてレジンイ
ンジェクション成形することを特徴とする樹脂系繊維強
化複合材料の製造方法を内容とするものである。
That is, according to the present invention, when producing a resin-based fiber-reinforced composite material in which the matrix resin (A) and the reinforcing fiber (B) consisting of long fibers are essential, the thickness corresponding to 1/3 of the material thickness is used. For reinforcing so that the volume content a of the reinforcing fibers (B) contained in both surface layers and the volume content b of the reinforcing fibers (B) contained in the entire material satisfy a / b ≧ 1.05. The present invention relates to a method for producing a resin-based fiber-reinforced composite material, which comprises presetting a fiber (B) in a molding die in advance and performing resin injection molding.

本発明に用いられるマトリックス樹脂(A)としては、
熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを混合し
た樹脂が挙げられる。本発明に用いられる熱硬化性樹脂
は熱、光、電子線などの外部からのエネルギーにより硬
化して、少なくとも部分的に三次元硬化物を形成する樹
脂であれば特に限定されない。
As the matrix resin (A) used in the present invention,
Examples thereof include a thermosetting resin and a resin in which a thermosetting resin and a thermoplastic resin are mixed. The thermosetting resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin that is cured by heat, light, an electron beam or other external energy to at least partially form a three-dimensional cured product.

好ましい熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、マレイ
ミド樹脂、ポリイミド樹脂の他、ビニル末端、アセチレ
ン末端、アリル末端、ナジック酸末端あるいはシアン酸
エステル末端を有する樹脂が挙げられる。これらは、一
般にこれら樹脂自信を混合して用いることもできるし、
適宜、硬化剤や硬化触媒と組み合わせて用いることもで
きる。
Preferred thermosetting resins include epoxy resins, maleimide resins and polyimide resins, as well as resins having vinyl terminals, acetylene terminals, allyl terminals, nadic acid terminals or cyanate ester terminals. These can generally be used as a mixture of these resins,
It may be used in combination with a curing agent or a curing catalyst as appropriate.

本発明に用いるマトリックス樹脂(A)として、上記の
熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混合して用いることも好
適である。本発明に好適な熱可塑性樹脂としては、ポリ
アクリレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、
ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、ポリエーテルエテルケトン、ポリベ
ンズイミダゾールのようなエンジニアリングプラスティ
ックが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、ポリマー
を用いても、やや分子量の低いオリゴマーを用いてもよ
く、熱硬化性樹脂と反応し得る官能基を末端または分子
鎖中に有するオリゴマーも好ましい。
As the matrix resin (A) used in the present invention, it is also preferable to use a mixture of the above-mentioned thermosetting resin and a thermoplastic resin. As the thermoplastic resin suitable for the present invention, polyacrylate, polyamide, polyester, polycarbonate, polyarylate, polyphenylene sulfide,
Engineering plastics such as polyimide, polyether imide, polysulfone, polyether sulfone, polyether ether ketone, polybenzimidazole can be mentioned. These thermoplastic resins may be polymers or oligomers having a slightly low molecular weight, and oligomers having a functional group capable of reacting with the thermosetting resin at the terminal or in the molecular chain are also preferable.

熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物は、熱硬化性樹脂
を単独で用いた場合より良好な結果を与えることもあ
る。これは、熱硬化性樹脂が一般に脆い欠点を有しなが
ら低圧成形が可能であるのに対して、熱可塑性樹脂が一
般的には強靱である利点をもちながら低圧成形が困難で
あるという特性を持つため、これらを混合して用いるこ
とにより物性と成形性のバランスをとることができるた
めである。
A mixture of thermosetting resin and thermoplastic resin may give better results than using the thermosetting resin alone. This is because while thermosetting resins generally have the disadvantage of being brittle, low-pressure molding is possible, while thermoplastic resins generally have the advantage of being tough, but low-pressure molding is difficult. This is because, since they have, it is possible to balance the physical properties and the moldability by mixing and using these.

本発明に用いられる強化用繊維(B)としては、一般に
先進複合材料として用いられる耐熱性及び引張強度の良
好な繊維が挙げられる。例えば炭素繊維、黒鉛繊維、有
機繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、タ
ングステンカーバイド繊維、ガラス繊維が挙げられる。
このような強化用繊維は、ただ一種類のものを使用して
もよいし、異なる種類のものを2種以上組み合わせ使用
してもよい。得られる複合材料の特性は、強化用繊維の
材質、形状により異なるが、強化用繊維の材質いかんに
かかわらず、繊維の長さが長くなるにつれて同量の繊維
による強化効果は高まるため、高い強化効果を得るため
には連続繊維を主体とした使用が好ましい。
Examples of the reinforcing fiber (B) used in the present invention include fibers that are generally used as an advanced composite material and have good heat resistance and tensile strength. Examples thereof include carbon fiber, graphite fiber, organic fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber, tungsten carbide fiber, and glass fiber.
Only one type of reinforcing fiber may be used, or two or more different types of reinforcing fibers may be used in combination. The characteristics of the obtained composite material differ depending on the material and shape of the reinforcing fiber, but regardless of the material of the reinforcing fiber, as the length of the fiber increases, the reinforcing effect with the same amount of fiber increases, so high reinforced In order to obtain the effect, it is preferable to use mainly continuous fibers.

本発明において、上記の如き連続繊維を使用する際には
繊維の配列方向が重要となる。一般に、繊維による強化
の効果は、繊維軸方向について最大の効果を得ることが
できるもので、その直角方向についてはあまり大きな効
果は期待できないのであるが、ある単一の方向について
のみの補強を望む場合は、実質的に屈曲を有しないまっ
すぐな繊維を互いに平行かるシート状に引き揃えること
が最も効果的な方法である。また、このようなシート状
の繊維は角度をずらして積層することにより、複数の方
向についての補強を行うこともできる。一方、特に定ま
った方向についての補強を望まず、全ての方向にほぼ均
等な補強を施したい場合には、実質的に連続な繊維をス
ワールマット状にして用いることが好ましい。
In the present invention, when the continuous fiber as described above is used, the direction in which the fibers are arranged is important. Generally, the effect of fiber reinforcement is such that the maximum effect can be obtained in the direction of the fiber axis, and no significant effect can be expected in the direction perpendicular to the direction, but reinforcement in only a single direction is desired. In some cases, the most effective method is to align straight fibers having substantially no bending into parallel sheets. Further, such sheet-like fibers can be reinforced in a plurality of directions by stacking them at different angles. On the other hand, when it is not desired to reinforce in a specific direction and it is desired to reinforce almost uniformly in all directions, it is preferable to use substantially continuous fibers in a swirl mat shape.

本発明においては、上述のような構成要素を用いて樹脂
係合部材繊維強化複合材料を製造するためにレジンイン
ジェクション成形法を用いるが、その際に材料の力学的
特性、特に曲げ特性を向上させるために、材料の表面近
傍と中心近傍とで異なった補強方法、すなわち表面近傍
層の剛性を中心近傍層の剛性よりも高める補強方法を採
用する。
In the present invention, a resin injection molding method is used to manufacture a resin engaging member fiber reinforced composite material using the above-mentioned components, and at that time, mechanical properties of the material, particularly bending properties are improved. Therefore, different reinforcement methods are used for the vicinity of the surface and the vicinity of the center of the material, that is, a reinforcement method for increasing the rigidity of the surface vicinity layer more than the rigidity of the center vicinity layer.

材料に対して曲げ応力が加えられた場合、その剛性は中
心層の剛性よりも表面層の剛性がり支配的に関係する。
本発明によれば、材料の肉厚の1/3に相当する厚みを有
する両表面層中に含まれる繊維含有率の他の部分(残り
中心層の1/3の部分)よりも高めることになるが、それ
によって表面層の剛性を確保し、かつ材料全体としてみ
れば繊維の含有率をより低く抑えることできるため、材
料の比重を軽減することができる。
When bending stress is applied to a material, the rigidity of the surface layer is more dominantly related to the rigidity of the surface layer than the rigidity of the central layer.
According to the present invention, the fiber content contained in both surface layers having a thickness corresponding to 1/3 of the wall thickness of the material is set to be higher than other portions (1/3 portion of the remaining central layer). However, the specific gravity of the material can be reduced because the rigidity of the surface layer can be secured and the fiber content can be suppressed to a lower level in the material as a whole.

本発明において、各々が材料の肉厚の1/3に相当する厚
みを有する両表面層中に含まれる強化用繊維の体積含有
率aと材料全体に含まれる強化用繊維の体積含有率bと
の関係を示せば、a/b≧1.05である。更に好ましくはa/b
の比は1.05から1.5の範囲である。aがこれよりも相対
的に小さくなると、材料の比重軽減効果が実質的に無意
味なものになってしまうためである。また、このような
目的を十分に果たすためには、より表面に近い部分の繊
維含有率をより高めることが好ましく、繊維含有率の高
い層を肉厚の1/3よりも中心に近い部分に配置てもその
効果は得られにくい。成形体が三角形、四角形、その他
多角形あるいは円形等の中空棒状体等の場合は、外側1/
3の厚み層の体積含有率aと材料全体に含まれる体積含
有率bとの間にa/b≧1.05の関係があればよく、内側表
面層1/3厚みの体積含有率aは特に問題にならない。
In the present invention, the volume content a of the reinforcing fibers contained in both surface layers each having a thickness corresponding to 1/3 of the wall thickness of the material, and the volume content b of the reinforcing fibers contained in the entire material, If the relation of is shown, a / b ≧ 1.05. More preferably a / b
The ratio of is in the range of 1.05 to 1.5. This is because if a is relatively smaller than this, the effect of reducing the specific gravity of the material becomes substantially meaningless. Further, in order to sufficiently fulfill such an object, it is preferable to further increase the fiber content in a portion closer to the surface, and a layer having a high fiber content is provided in a portion closer to the center than 1/3 of the wall thickness. Even if they are arranged, it is difficult to obtain the effect. If the molded body is a hollow rod-shaped body such as a triangle, quadrangle, polygon or circle, the outer side 1 /
It suffices that there is a relationship of a / b ≧ 1.05 between the volume content a of the thickness layer of 3 and the volume content b contained in the entire material, and the volume content a of the inner surface layer 1/3 thickness is particularly problematic. do not become.

本発明において、表面層中に含まれる繊維の体積含有率
を材料全体に含まれる繊維の体積含有率よりも高める方
法には特に制限はないが、繊維は互いに平行に引き揃え
ることによってより密に充填することができるため、表
面層に存在する強化用繊維を前述のように実質的に屈曲
を有しないまっすぐな繊維を互いに平行かつシート状に
引き揃えた状態にすることは有効な手段となる。
In the present invention, there is no particular limitation on the method for increasing the volume content of the fibers contained in the surface layer to be higher than the volume content of the fibers contained in the entire material, but the fibers are more closely packed by paralleling each other. Since it can be filled, it is an effective means to make the reinforcing fibers existing in the surface layer, as described above, in a state where straight fibers having substantially no bending are parallel to each other and aligned in a sheet shape. .

一方、実質的に連続な繊維をスワールマット状にして中
心層近傍に配置することは、材料の補強が一定の方向だ
けに偏ったものにならないようにする、マトリック樹脂
の含浸を良くする、等の効果があり、このような方法を
採るのもまた有効な手段となる。
On the other hand, by forming a substantially continuous fiber into a swirl mat and arranging it in the vicinity of the center layer, it is possible to prevent the reinforcement of the material from being biased only in a certain direction, improve the impregnation of the matrix resin, etc. Is effective, and adopting such a method is also an effective means.

本発明における強化用繊維の使用量には特に制限はない
が、本発明の効果を十分に利用するためには、材料全体
に含まれる強化用繊維の体積含有率が10〜70%であるの
が好ましく、特に好ましくは20〜60%である。
The amount of the reinforcing fiber used in the present invention is not particularly limited, but in order to fully utilize the effect of the present invention, the volume content of the reinforcing fiber contained in the entire material is 10 to 70%. Is preferable, and particularly preferably 20 to 60%.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例、比較例を挙げて更に具体的に説
明するが、本発明はこれらにより何等制限を受けるもの
ではない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

用いたマトリックス樹脂(A)及び強化用繊維(B)は
下記の通りである。
The matrix resin (A) and reinforcing fiber (B) used are as follows.

マトリックス樹脂(A): A−1:ビスフェノールAジグリシジルエーテル型エポキ
シ樹脂…油化シェルエポキシ(株)製「エピコート82
8」(以下、E828と略記)。
Matrix resin (A): A-1: Bisphenol A diglycidyl ether type epoxy resin ... "Epicoat 82" manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
8 ”(hereinafter abbreviated as E828).

A−2:エチレングリコールジメタクリレート…(以下、
EGDMZと略記)。
A-2: ethylene glycol dimethacrylate ... (hereinafter,
Abbreviated as EGDMZ).

A−3:無水メチルナジック酸…日立化成(株)製「無水
メリルハイミック酸」(以下、MNAと略記)。
A-3: Methyl nadic acid anhydride ... “Merryl hymic acid anhydride” manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. (hereinafter abbreviated as MNA).

A−4:ベンジルメチルイミダゾール…油化シェルエポキ
シ(株)製「BMI−12」(以下、BMIと略記)。
A-4: Benzylmethylimidazole ... “BMI-12” manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (hereinafter abbreviated as BMI).

A−5:t−ブチルパーオキシベンゾエート…日本油脂
(株)製「パーブチルZ」(以下、t−BPBと略記)。
A-5: t-butyl peroxybenzoate ... “Perbutyl Z” manufactured by NOF CORPORATION (hereinafter abbreviated as t-BPB).

強化用繊維(B): ・ロービングマットA…日東紡(株)製「ラミマット」
のロービンングマット層部を部分使用。
Reinforcing fiber (B): ・ Roving mat A ... "Lami mat" manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.
Part of the robing mat layer part is used.

目付量600g/m2 ・スワールマット…旭ファイバーグラス(株)製「コン
ティニュアスストラドマット」。
Basis weight 600g / m 2 · Swirl mat… Asahi Fiberglass Co., Ltd. “Continuous Strado mat”.

目付量600g/m2 実施例1、2及び比較例1、2 表1に示すような各成分比率からなるマトリックス樹脂
(A)と、表2に示すような強化用繊維(B)を積層し
た強化材とを組み合わせて下記の方法により樹脂系繊維
強化複合材料を作製した。
A basis weight of 600 g / m 2 Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 A matrix resin (A) having each component ratio shown in Table 1 and a reinforcing fiber (B) shown in Table 2 were laminated. A resin-based fiber reinforced composite material was produced by the following method in combination with a reinforcing material.

即ち、2系統の注入ラインをもつ反応射出成形機を用
い、金型中に上記強化材をあらかじめプリセットした上
で、上記マトリックス樹脂を2〜3秒間で注入し、130
℃で20分間硬化させて、270×220×3mmの平板状の繊維
強化複合材料を作製した。その際、一方の注入ラインか
らは成分(A−1)及び(A−2)の混合物を、もう一
方の注入ラインからは成分(A−3),(A−4)及び
(A−5)の混合物を注入し、それぞれの樹脂原料は注
入前に減圧脱泡を行った。金型内の圧力は、樹脂原料注
入前は真空ポンプにより減圧状態を保ち、注入後に2kg/
cmに窒素ガスによって昇圧した。
That is, using a reaction injection molding machine having two injection lines, the reinforcing material was preset in the mold, and the matrix resin was injected in 2 to 3 seconds.
It was cured at ℃ for 20 minutes to prepare a 270 × 220 × 3 mm flat plate fiber-reinforced composite material. At that time, the mixture of the components (A-1) and (A-2) was supplied from one injection line, and the components (A-3), (A-4) and (A-5) were supplied from the other injection line. The mixture was injected, and each resin raw material was degassed under reduced pressure before the injection. The pressure inside the mold is kept at a reduced pressure by a vacuum pump before injecting the resin raw material, and 2 kg /
The pressure was increased to cm by nitrogen gas.

尚、上記実施例及び比較例における各材料のa及びbの
数値は以下のようにして算出した。
The numerical values of a and b of each material in the above Examples and Comparative Examples were calculated as follows.

(実施例) 1)材料の断面観察により、ロービングマット含有層の
厚みdr(cm)及びスワールマット含有層の厚みds(cm)
を測定する。
(Example) 1) By observing the cross section of the material, the thickness dr (cm) of the roving mat-containing layer and the thickness ds (cm) of the swirl mat-containing layer
To measure.

2)ロービングマット含有層の繊維体積含有率Vr及びス
ワールマット含有層の繊維体積含有率Vsを次式により算
出する。
2) The fiber volume content Vr of the roving mat-containing layer and the fiber volume content Vs of the swirl mat-containing layer are calculated by the following formulas.

Vr={ロービングマット含有層中の繊維目付量(g/c
m2)/繊維の密度(g/cm3)}/dr Vs={スワールマット含有層中の繊維目付量(g/cm2
/繊維の密度(g/cm3)}/ds 3)a及びbを次式により算出する。
Vr = {Amount of fiber in roving mat containing layer (g / c
m 2 ) / Fiber density (g / cm 3 )} / dr Vs = {Fabric unit weight in the swirl mat-containing layer (g / cm 2 ).
/ Density of fiber (g / cm 3 )} / ds 3) a and b are calculated by the following formula.

b={材料の全体中の繊維目付量(g/cm2)/繊維の密
度(g/cm3)}/d (d;材料の肉厚) (比較例) a=b={材料の全体中の繊維目付量(g/cm2)/繊維
の密度(g/cm3)}/d 実施例1、2及び比較例1、2において作製した繊維強
化複合材料の特性試験を行った。その結果を表3に示
す。
b = {Fabric unit weight (g / cm 2 ) / fiber density (g / cm 3 )} / d (d; material thickness) (comparative example) a = b = {total material Fiber weight per unit area (g / cm 2 ) / fiber density (g / cm 3 )} / d The characteristic test of the fiber-reinforced composite materials produced in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was performed. The results are shown in Table 3.

〔発明の効果〕 上記の通り、本発明の樹脂系繊維強化複合材料の製造方
法によれば、優れた力学的特性と軽量製とを兼ね備えた
樹脂系繊維強化複合材料を容易に製造することができ
る。また、これにより製造される樹脂系繊維強化複合材
料は、用いる強化材を適宜選択することによって様々な
レベルの特性設定が可能であり、先進複合材料の分野で
の幅広い応用が期待できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the method for producing a resin-based fiber-reinforced composite material of the present invention, a resin-based fiber-reinforced composite material having both excellent mechanical properties and lightweight can be easily produced. it can. Further, the resin-based fiber reinforced composite material produced by this can have various levels of property setting by appropriately selecting the reinforcing material to be used, and it can be expected to be widely applied in the field of advanced composite materials.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マトリックス樹脂(A)及び長繊維からな
る強化用繊維(B)を必須とする樹脂系繊維強化複合材
料を製造するに際し、材料の肉厚の1/3に相当する厚み
を有する両表面層中に含まれる強化用繊維(B)の体積
含有率aと材料全体に含まれる強化用繊維(B)の体積
含有率bとがa/b≧1.05を満足するように強化用繊維
(B)を予め成形用金型内にプリセットしてレジンイン
ジェクション成形することを特徴とする樹脂系繊維強化
複合材料の製造方法。
1. When manufacturing a resin-based fiber-reinforced composite material which essentially comprises a matrix resin (A) and a reinforcing fiber (B) consisting of long fibers, the resin-based fiber-reinforced composite material has a thickness corresponding to 1/3 of the thickness of the material. Reinforcing fibers such that the volume content a of the reinforcing fibers (B) contained in both surface layers and the volume content b of the reinforcing fibers (B) contained in the entire material satisfy a / b ≧ 1.05. A method for producing a resin-based fiber-reinforced composite material, which comprises presetting (B) in a molding die in advance and performing resin injection molding.
【請求項2】実質的に屈曲を有しないまっすぐな繊維を
互いに平行且つシート状に引き揃えてなる強化材を、材
料の肉厚の1/3に相当する厚みを有する両表面層中に存
在するように成形用金型内にプリセットする請求項1記
載の製造方法。
2. A reinforcing material formed by aligning straight fibers having substantially no bending in parallel with each other in a sheet shape is present in both surface layers having a thickness corresponding to 1/3 of the thickness of the material. The manufacturing method according to claim 1, wherein presetting is carried out in a molding die.
【請求項3】実質的に連続な繊維をスワールマット状に
してなる強化材を、材料の肉厚の1/3に相当する中心層
中に存在するように成形用金型内にプリセットする請求
項1又は2記載の製造方法。
3. A swirl mat-shaped reinforcing material of substantially continuous fibers is preset in a molding die so as to be present in a central layer corresponding to 1/3 of the wall thickness of the material. Item 3. The manufacturing method according to Item 1 or 2.
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