JP6777017B2

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Publication number: JP6777017B2
Application number: JP2017113525A
Authority: JP
Inventors: 松田　祐之; 祐之松田; 嗣久宮本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2037-06-08
Also published as: JP2018202804A

Description

本発明は、繊維強化樹脂成形品の成形用材料及び成形方法に関するものである。 The present invention relates to a molding material and a molding method for a fiber-reinforced resin molded product.

近年、成形品の強度向上及び軽量化の観点から、例えば炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなる繊維強化樹脂成形品が注目されている。 In recent years, from the viewpoint of improving the strength and reducing the weight of a molded product, a fiber-reinforced resin molded product obtained by impregnating a reinforcing fiber such as carbon fiber or glass fiber with a thermosetting resin has attracted attention.

例えば、特許文献１には、プリプレグを用いて内圧成形法によりＦＲＰ中空成形品を成形する際に、表層部形成用のプリプレグとして、１又は２枚のプリプレグを金型の内表面に敷設することで、内圧バッグの噛み込みを防いで成形品の外観を向上させることができることが開示されている。 For example, inPatent Document 1, when an FRP hollow molded product is molded by an internal pressure molding method using a prepreg, one or two prepregs are laid on the inner surface of a mold as a prepreg for forming a surface layer portion. It is disclosed that the appearance of the molded product can be improved by preventing the internal pressure bag from being bitten.

特開２００８−２４６６７５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-246675

ところで、繊維強化樹脂成形品は、成形後又は成形と同時に金型を加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させて成形品を得るが、強化繊維と熱硬化性樹脂の互いの収縮率の差異に起因して、硬化後得られた成形品の表面に強化繊維の凹凸が現れ、その平滑性が低下し、外観性が低下するという問題があった。 By the way, in the fiber-reinforced resin molded product, the thermosetting resin is cured by heating the mold after molding or at the same time as molding to obtain a molded product, but the difference in shrinkage ratio between the reinforcing fiber and the thermosetting resin is obtained. As a result, there is a problem that unevenness of the reinforcing fiber appears on the surface of the molded product obtained after curing, the smoothness thereof is lowered, and the appearance is lowered.

そこで本発明では、硬化後に表面平滑性及び外観性に優れた繊維強化樹脂成形品をもたらし得る成形用材料及びその成形方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a molding material and a molding method thereof that can provide a fiber-reinforced resin molded product having excellent surface smoothness and appearance after curing.

上記の目的を達成するために、本発明では、繊維強化樹脂成形品の成形用材料の最外層に、内層にマトリクスとして含まれる熱硬化性樹脂よりもガラス転移温度の低い熱硬化性樹脂材料の層を設けるようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, in the outermost layer of the molding material of the fiber reinforced resin molded product, a thermosetting resin material having a lower glass transition temperature than the thermosetting resin contained as a matrix in the inner layer is used. A layer was provided.

すなわち、ここに開示する繊維強化樹脂成形品の成形用材料は、所定方向に配向した強化繊維を含み、第１熱硬化性樹脂材料をマトリクスとする繊維強化樹脂層を備えた繊維強化樹脂成形品の成形用材料であって、最表面に、ガラス転移温度が上記マトリクスよりも低い第２熱硬化性樹脂材料を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維を含まない最外層を備え、上記第１熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１５０℃超２００℃以下であり、上記第２熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１２０℃以上１５０℃以下であり、上記第１熱硬化性樹脂材料及び上記第２熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂であることを特徴とする。That is, the molding material of the fiber-reinforced resin molded product disclosed herein includes reinforcing fibers oriented in a predetermined direction, and is provided with a fiber-reinforced resin layer having a matrix of the first thermosetting resin material. The outermost layer of the above-mentioned molding material, which is mainly composed of a second thermosetting resin material having a glass transition temperature lower than that of the above matrix and does not contain reinforcing fibers oriented in a predetermined direction, is provided on the outermost surface. The glass transition temperature of the 1 thermosetting resin material is more than 150 ° C. and 200 ° C. or less, the glass transition temperature of the second thermosetting resin material is 120 ° C. or more and 150 ° C. or less, and the first thermosetting resin material The second thermosetting resin material is an epoxy resin.

本構成によれば、成形用材料を成形後又は成形と同時に金型温度を上昇させると、金型の成形面に接する最外層の第２熱硬化性樹脂材料が先に硬化する。そうすると、内層は第１熱硬化性樹脂材料の硬化がまだ進んでおらず、第１熱硬化性樹脂材料の収縮が進んでいないことに加え、最外層には所定方向に配向した強化繊維が含まれていないため、硬化した第２熱硬化性樹脂材料の表面には所定方向に配向した強化繊維の凹凸が現れず、延いては表面平滑性に優れ、外観性に優れた成形品を得ることができる。また、上記第１熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１５０℃超２００℃以下であり、上記第２熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１２０℃以上１５０℃以下であることにより、成形時に、第１熱硬化性樹脂材料の硬化よりも先に第２熱硬化性樹脂材料の硬化を促進させることができる。According to this configuration, when the mold temperature is raised after molding or at the same time as molding the molding material, the second thermosetting resin material in the outermost layer in contact with the molding surface of the mold is cured first. Then, in the inner layer, the curing of the first thermosetting resin material has not yet progressed, the shrinkage of the first thermosetting resin material has not progressed, and the outermost layer contains reinforcing fibers oriented in a predetermined direction. Therefore, unevenness of the reinforcing fibers oriented in a predetermined direction does not appear on the surface of the cured second thermosetting resin material, and by extension, a molded product having excellent surface smoothness and excellent appearance can be obtained. Can be done.Further, the glass transition temperature of the first thermosetting resin material is more than 150 ° C. and 200 ° C. or less, and the glass transition temperature of the second thermosetting resin material is 120 ° C. or more and 150 ° C. or less. , The curing of the second thermosetting resin material can be accelerated before the curing of the first thermosetting resin material.

また、ここに開示する繊維強化樹脂成形品の成形用材料は、所定方向に配向した強化繊維を含み、第１熱硬化性樹脂材料をマトリクスとする繊維強化樹脂層を備えた繊維強化樹脂成形品の成形用材料であって、最表面に、ガラス転移温度が上記マトリクスよりも低い第２熱硬化性樹脂材料を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維を含まない最外層を備え、上記最外層と、上記繊維強化樹脂層との間に、上記第２熱硬化性樹脂材料にランダム配向の強化繊維又は不織布を含有させてなる中間層を備え、上記第１熱硬化性樹脂材料及び上記第２熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂である。Further, the molding material of the fiber reinforced resin molded product disclosed herein includes a reinforcing fiber oriented in a predetermined direction, and is provided with a fiber reinforced resin molded product having a fiber reinforced resin layer having a first thermosetting resin material as a matrix. The outermost layer of the above-mentioned molding material, which is mainly composed of a second thermosetting resin material having a glass transition temperature lower than that of the above matrix and does not contain reinforcing fibers oriented in a predetermined direction, is provided on the outermost surface. An intermediate layer is provided between the outer layer and the fiber-reinforced resin layer in which the second thermosetting resin material contains reinforced fibers or non-woven fabrics in random orientation, and the first thermosetting resin material and the first thermosetting resin material are provided. 2 The thermosetting resin material is an epoxy resin.
ランダム配向の強化繊維又は不織布を含有する中間層を備えることにより、繊維強化樹脂成形品の衝撃強度が向上する。また、中間層にはランダム配向の強化繊維又は不織布が含有されているので、第２熱硬化性樹脂材料のみからなる場合よりも収縮率が小さくなり得る。そうすると、内側の繊維強化樹脂層の所定方向に配向した強化繊維との収縮率の差異が小さくなり、最外層と繊維強化樹脂層との収縮差を緩和することができる。By providing an intermediate layer containing randomly oriented reinforcing fibers or non-woven fabric, the impact strength of the fiber-reinforced resin molded product is improved. Further, since the intermediate layer contains the reinforcing fibers or the non-woven fabric having a random orientation, the shrinkage rate can be smaller than that in the case where only the second thermosetting resin material is used. Then, the difference in shrinkage ratio between the inner fiber-reinforced resin layer and the reinforcing fiber oriented in the predetermined direction becomes small, and the shrinkage difference between the outermost layer and the fiber-reinforced resin layer can be alleviated.
そして、上記ランダム配向の強化繊維又は上記不織布は、ポリエステル製であることが好ましい。The randomly oriented reinforcing fibers or the non-woven fabric are preferably made of polyester.
これにより、最外層と繊維強化樹脂層との収縮差を効果的に緩和させることができる。Thereby, the shrinkage difference between the outermost layer and the fiber reinforced resin layer can be effectively alleviated.

好ましい態様では、上記繊維強化樹脂層は、上記所定方向に配向した強化繊維の配向が異なる複数の層を積層させてなるものである。本構成によれば、繊維強化樹脂成形品の強度を向上させることができる。In a preferred embodiment, the fiber-reinforced resin layer is formed by laminating a plurality of layers having different orientations of the reinforcing fibers oriented in the predetermined direction. According to this configuration, the strength of the fiber-reinforced resin molded product can be improved.

なお、上記第１熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂である。Incidentally, the first thermosetting resin material,Ru epoxy resinder.

これにより、強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品を得ることができる。 As a result, a fiber-reinforced resin molded product having excellent strength and durability can be obtained.

さらに、上記第２熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂である。Furthermore, the second thermosetting resin material,Ru epoxy resinder.

これにより、外観性に優れた繊維強化樹脂成形品を得ることができる。 As a result, a fiber-reinforced resin molded product having excellent appearance can be obtained.

また、好ましい態様では、上記所定方向に配向した強化繊維は、炭素繊維である。 In a preferred embodiment, the reinforcing fibers oriented in the predetermined direction are carbon fibers.

そして、上記所定方向に配向した強化繊維は、織物材、編物材、組物材、ＵＤ材及びノンクリンプファブリック材の少なくとも１種であることが好ましい。 The reinforcing fibers oriented in the predetermined direction are preferably at least one of a woven material, a knitted material, a braided material, a UD material, and a non-crimp fabric material.

上記構成により、強度及び耐久性に優れた繊維強化樹脂成形品を得ることができる。 With the above configuration, a fiber-reinforced resin molded product having excellent strength and durability can be obtained.

上述の成形用材料は、上記繊維強化樹脂成形品として、車両部品外板部材に好適に用いることができる。 The above-mentioned molding material can be suitably used as the above-mentioned fiber-reinforced resin molded product for a vehicle component outer panel member.

これにより、軽量且つ高強度の車両部品外板部材を得ることができる。 As a result, a lightweight and high-strength vehicle component outer panel member can be obtained.

ここに開示する繊維強化樹脂成形品の成形方法は、所定方向に配向した強化繊維を含み、第１熱硬化性樹脂材料をマトリクスとする繊維強化樹脂層を備えた成形用材料を用いた繊維強化樹脂成形品の成形方法であって、上記成形用材料は、最表面に、ガラス転移温度が上記マトリクスよりも低い第２熱硬化性樹脂材料を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維を含まない最外層を備え、上記成形用材料を金型内にて成形させる成形工程と、上記成形用材料を上記第１熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度よりも低く且つ上記第２熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度よりも高い温度で加熱して、上記第１熱硬化性樹脂材料よりも先に上記第２熱硬化性樹脂材料を硬化させる硬化工程とを備え、上記第１熱硬化性樹脂材料及び上記第２熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂である。The molding method of the fiber-reinforced resin molded product disclosed herein includes a reinforcing fiber oriented in a predetermined direction, and fiber-reinforced using a molding material provided with a fiber-reinforced resin layer using the first thermosetting resin material as a matrix. A molding method for a resin molded product, wherein the molding material contains, on the outermost surface, a second thermosetting resin material having a glass transition temperature lower than that of the matrix as a main component and reinforcing fibers oriented in a predetermined direction. A molding step in which the outermost layer is provided and the molding material is molded in a mold, and the molding material is lower than the glass transition temperature of the first thermosetting resin material and the second thermocurable resin. by heating at a temperature higher than the glass transition temperature of the material, and a curing step of curing previously the second thermosetting resin material than said first thermosetting resinmaterial, the first thermosetting resin The material and the second thermosetting resin material are epoxy resins .

本構成によれば、金型の成形面に接する最外層の第２熱硬化性樹脂材料が、内側の繊維強化樹脂層の第１熱硬化性樹脂材料よりも早く硬化することにより、表面に所定方向に配向した強化繊維の凹凸が現れず、表面平滑性及び外観性に優れた繊維強化樹脂成形品を得ることができる。 According to this configuration, the second thermosetting resin material of the outermost layer in contact with the molding surface of the mold cures faster than the first thermosetting resin material of the inner fiber reinforced resin layer, so that the surface is predetermined. It is possible to obtain a fiber-reinforced resin molded product having excellent surface smoothness and appearance without the unevenness of the reinforcing fibers oriented in the direction appearing.

好ましい態様では、上記成形工程は、上記成形用材料を上記金型内に配置した後、該成形用材料の内側から該金型の成形面側に向けて圧力を付与することにより賦形成形する工程であり、上記硬化工程は、上記金型の温度を昇温させることにより上記第２熱硬化性樹脂材料を硬化させる工程である。 In a preferred embodiment, the molding step is formed by arranging the molding material in the mold and then applying pressure from the inside of the molding material toward the molding surface side of the mold. It is a step, and the curing step is a step of curing the second thermosetting resin material by raising the temperature of the mold.

本構成によれば、袋状やチューブ状の繊維強化樹脂成形品を得ることができる。 According to this configuration, a bag-shaped or tube-shaped fiber-reinforced resin molded product can be obtained.

以上述べたように、本発明によると、成形用材料を成形後又は成形と同時に金型温度を上昇させると、金型の成形面に接する最外層の第２熱硬化性樹脂材料が先に硬化する。そうすると、内層は第１熱硬化性樹脂材料の硬化がまだ進んでおらず、第１熱硬化性樹脂材料の収縮が進んでいないことに加え、最外層には所定方向に配向した強化繊維が含まれていないため、硬化した第２熱硬化性樹脂材料の表面には所定方向に配向した強化繊維の凹凸が現れず、延いては表面平滑性に優れ、外観性に優れた成形品を得ることができる。 As described above, according to the present invention, when the mold temperature is raised after molding or at the same time as molding, the second thermosetting resin material of the outermost layer in contact with the molding surface of the mold is cured first. To do. Then, in the inner layer, the curing of the first thermosetting resin material has not yet progressed, the shrinkage of the first thermosetting resin material has not progressed, and the outermost layer contains reinforcing fibers oriented in a predetermined direction. Therefore, unevenness of the reinforcing fibers oriented in a predetermined direction does not appear on the surface of the cured second thermosetting resin material, and by extension, a molded product having excellent surface smoothness and excellent appearance can be obtained. Can be done.

実施形態１に係る成形用材料を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the molding material which concerns onEmbodiment 1. FIG.図１の成形用材料の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the molding material of FIG.実施形態１に係る繊維強化樹脂成形品の成形方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the molding method of the fiber reinforced resin molded article which concerns onEmbodiment 1.成形用材料の準備工程の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of the state of the preparation process of a molding material schematically.脱型工程後の繊維強化樹脂成形品の断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross section of the fiber reinforced resin molded article after the demolding process.従来の繊維強化樹脂成形品の図５相当図である。It is a figure corresponding to FIG. 5 of the conventional fiber reinforced resin molded product.実施形態２に係る成形用材料の図２相当図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 2 of the molding material according to the second embodiment.図７の成形用材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形品の図５相当図である。FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 5 of a fiber reinforced resin molded product obtained by using the molding material of FIG. 7.実施形態３に係る成形用材料の図２相当図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 2 of the molding material according to the third embodiment.図９の成形用材料を用いて得られた繊維強化樹脂成形品の図５相当図である。FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 5 of a fiber reinforced resin molded product obtained by using the molding material of FIG.実施形態４に係る成形用材料の一例を用いて得られた繊維強化樹脂成形品の図５相当図である。FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 5 of a fiber-reinforced resin molded product obtained by using an example of the molding material according to the fourth embodiment.従来の繊維強化樹脂成形品の図１０相当図である。It is a figure corresponding to FIG. 10 of the conventional fiber reinforced resin molded product.実施形態４に係る成形用材料の一例の図２相当図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 2 which is an example of a molding material according to the fourth embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of preferred embodiments is merely exemplary and is not intended to limit the present invention, its applications or its uses.

（実施形態１）
＜成形用材料及び繊維強化樹脂成形品＞
図１、図２、図５に示すように、実施形態１に係る繊維強化樹脂成形品Ｐの成形用材料１は、最外層２とＣＦＲＰ層３（繊維強化樹脂層）とにより構成されている。(Embodiment 1)
<Molding materials and fiber reinforced plastic molded products>
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, themolding material 1 of the fiber-reinforced resin molded product P according to the first embodiment is composed of anoutermost layer 2 and a CFRP layer 3 (fiber-reinforced resin layer). ..

図２、図５に示すように、ＣＦＲＰ層３は、所定方向に配向した強化繊維３６に第１熱硬化性樹脂材料３７をマトリックスとして含浸させてなるシート状の平織プリプレグ層３１（層）が２枚積層されて形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 5, theCFRP layer 3 includes a sheet-shaped plain weave prepreg layer 31 (layer) formed by impregnating reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction with a firstthermosetting resin material 37 as a matrix. It is formed by stacking two sheets.

図５に示すように、本実施形態における平織プリプレグ層３１の所定方向に配向した強化繊維３６は、限定する意図ではないが例えば平均径５μｍ〜１５μｍ程度の繊維状の炭素繊維の繊維束が、平織された状態となっている。 As shown in FIG. 5, the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction of the plainweave prepreg layer 31 in the present embodiment are not intended to be limited, but for example, fiber bundles of fibrous carbon fibers having an average diameter of about 5 μm to 15 μm are formed. It is in a plain weave state.

なお、本開示技術における所定方向に配向した強化繊維３６は、平織状の織物材に限られるものではなく、例えば一定の方向に配向した強化繊維の繊維束が一方向又は多方向に配置されてなる強化繊維材であり、ランダム配向の強化繊維及び不織布を除く強化繊維材であればよい。具体的には例えば、平織に加え、綾織、朱子織等の織物材、平編、リブ編、両面編、パール編、トリコット、ラッセル等の編物材、丸組、平組、角組などの組紐等の組物材、繊維束が一方向に並んだＵＤ材、及び、多方向に積層された繊維束を例えばナイロンやポリエステル等の高分子の糸でステッチ加工してなるノンクリンプファブリック材などが挙げられ、これらの織物材、編物材、組物材、ＵＤ材及びノンクリンプファブリック材の１種を単層で用いてもよいし、１種又は複数種を積層させたものを用いてもよい。 The reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction in the present disclosed technology are not limited to the plain weave-like woven fabric material, and for example, fiber bundles of reinforcing fibers oriented in a certain direction are arranged in one direction or multiple directions. The reinforcing fiber material may be any reinforcing fiber material excluding randomly oriented reinforcing fibers and non-woven fabric. Specifically, for example, in addition to plain weave, woven materials such as twill weave and red weave, flat knit, rib knit, double-sided knit, pearl knit, tricot, knit material such as Russell, and braids such as round braid, flat braid, and square braid. Woven fabrics such as, UD materials in which fiber bundles are lined up in one direction, and non-crimp fabric materials made by stitching fiber bundles laminated in multiple directions with high-molecular-weight threads such as nylon and polyester. One of these woven materials, knitted materials, braided materials, UD materials and non-crimp fabric materials may be used in a single layer, or one or a plurality of types may be laminated. ..

所定方向に配向した強化繊維３６としての炭素繊維は、特に限定されるものではないが、例えば、東レ株式会社製Ｔ７００、東邦テナックス株式会社製ＨＴＳ４０、三菱ケミカル株式会社製ＴＲ５０Ｓ等のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、日本グラファイトファイバー株式会社製ＸＮ−６０、三菱ケミカル株式会社製Ｋ１３３１２等のピッチ系などを使用することができる。 The carbon fiber as the reinforcingfiber 36 oriented in a predetermined direction is not particularly limited, but is, for example, polyacrylonitrile (PAN) such as T700 manufactured by Toray Industries, Inc., HTS40 manufactured by Toho Tenax Corporation, and TR50S manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. ) System, pitch system such as XN-60 manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd. and K13312 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation can be used.

また、本開示技術における所定方向に配向した強化繊維３６は、炭素繊維に限定されるものではなく、炭素繊維以外に、ガラスファイバ、バサルトファイバなどにより構成されてもよい。 Further, the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction in the present disclosed technology are not limited to carbon fibers, and may be composed of glass fibers, basalt fibers, or the like in addition to carbon fibers.

第１熱硬化性樹脂材料３７は、繊維強化樹脂成形品Ｐの強度を向上させる観点から、ガラス転移温度Ｔｇが高いものがのぞましく、具体的には例えば、高Ｔｇのエポキシ樹脂、ウレタン、ビニルエステル等が挙げられる。特に、繊維強化樹脂成形品の強度、耐久性、及びコスト性の観点から、エポキシ樹脂が望ましく、この場合、Ｔｇが１５０℃超２００℃以下のものが好ましい。 From the viewpoint of improving the strength of the fiber-reinforced resin molded product P, the firstthermosetting resin material 37 is preferably one having a high glass transition temperature Tg. Specifically, for example, an epoxy resin or urethane having a high Tg. , Vinyl ester and the like. In particular, an epoxy resin is desirable from the viewpoint of strength, durability, and cost of the fiber-reinforced resin molded product, and in this case, a Tg of more than 150 ° C. and 200 ° C. or lower is preferable.

図１、図２、図５に示すように、最外層２は、成形用材料１の最表面に設けられており、ＣＦＲＰ層３に含有される第１熱硬化性樹脂材料３７よりも低Ｔｇの第２熱硬化性樹脂材料２０を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維３６を含まない層である。最外層２は、第２熱硬化性樹脂材料２０のみからなる構成としてもよいし、衝撃強度向上の観点から、所定方向に配向した強化繊維３６以外のランダム配向の強化繊維又は不織布を含有してもよい。なお、含有される強化繊維はランダム配向であるか、又は不織布であるため、第２熱硬化性樹脂材料２０を硬化させても、明確な凹凸が現れることはなく表面の平滑性及び外観性を保つことができる。 As shown in FIGS. 1, 2 and 5, theoutermost layer 2 is provided on the outermost surface of themolding material 1 and has a lower Tg than the firstthermosetting resin material 37 contained in theCFRP layer 3. The layer is mainly composed of the secondthermosetting resin material 20 and does not contain the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction. Theoutermost layer 2 may be composed of only the secondthermosetting resin material 20, or may contain randomly oriented reinforcing fibers or non-woven fabric other than the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction from the viewpoint of improving impact strength. May be good. Since the reinforcing fibers contained are randomly oriented or are non-woven fabrics, even if the secondthermosetting resin material 20 is cured, no clear unevenness appears and the surface smoothness and appearance are improved. Can be kept.

なお、最外層２に含まれるランダム配向の強化繊維又は不織布は、最外層２とＣＦＲＰ層３との収縮差を緩和させる観点から、ポリエステル製、セルロース製、ガラス繊維製であることが好ましく、特にポリエステル製であることが好ましい。 The randomly oriented reinforcing fiber or non-woven fabric contained in theoutermost layer 2 is preferably made of polyester, cellulose, or glass fiber from the viewpoint of alleviating the shrinkage difference between theoutermost layer 2 and theCFRP layer 3. It is preferably made of polyester.

第２熱硬化性樹脂材料２０は、第１熱硬化性樹脂材料３７と同様に、エポキシ樹脂、ウレタン、ビニルエステル等を用いることができるが、繊維強化樹脂成形品Ｐの外観性を高める観点から、エポキシ樹脂が望ましい。そして、第２熱硬化性樹脂材料２０としては、特に、その組成により、Ｔｇが第１熱硬化性樹脂材料３７よりも低いものを用いる。第２熱硬化性樹脂材料２０としてエポキシ樹脂を使用する場合、そのＴｇは、好ましくは１２０℃以上１５０℃以下である。 As the secondthermosetting resin material 20, an epoxy resin, urethane, vinyl ester or the like can be used as in the firstthermosetting resin material 37, but from the viewpoint of enhancing the appearance of the fiber reinforced resin molded product P. , Epoxy resin is desirable. As the secondthermosetting resin material 20, in particular, a material having a Tg lower than that of the firstthermosetting resin material 37 is used due to its composition. When an epoxy resin is used as the secondthermosetting resin material 20, its Tg is preferably 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.

＜繊維強化樹脂成形品の成形方法及び繊維強化樹脂成形品＞
図３に示すように、繊維強化樹脂成形品Ｐの成形方法は、成形用材料１を準備する準備工程Ｓ１と、成形用材料１を金型内にて成形する成形工程Ｓ２と、第２熱硬化性樹脂材料２０を硬化させる硬化工程Ｓ３と、冷却工程Ｓ４と、脱型工程Ｓ５とを備えている。<Molding method of fiber reinforced resin molded product and fiber reinforced resin molded product>
As shown in FIG. 3, the molding method of the fiber-reinforced resin molded product P includes a preparation step S1 for preparing themolding material 1, a molding step S2 for molding themolding material 1 in the mold, and a second heat. It includes a curing step S3 for curing thecurable resin material 20, a cooling step S4, and a demolding step S5.

準備工程Ｓ１では、例えば、図４に示すロール成形機などを用いて、所定方向に配向した強化繊維３６の前駆体シートの表裏両面にシート状の第１熱硬化性樹脂材料３７をローラ５で貼り合わせ、ヒータ６で加熱して、前駆体シートに第１熱硬化性樹脂材料３７が含浸してなる平織プリプレグ層３１を形成する。この平織プリプレグ層３１を単独で、又は必要に応じて複数層積層して、ＣＦＲＰ層３を構成する。このとき、実施形態２〜５において後述するように、所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の配向が互いに異なる複数のプリプレグ層を積層させてもよい。 In the preparation step S1, for example, using a roll molding machine shown in FIG. 4, a sheet-shaped firstthermosetting resin material 37 is applied to both front and back surfaces of the precursor sheet of the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction with a roller 5. It is bonded and heated by theheater 6 to form a plainweave prepreg layer 31 in which the precursor sheet is impregnated with the firstthermosetting resin material 37. The plainweave prepreg layer 31 is formed alone or by laminating a plurality of layers as needed to form theCFRP layer 3. At this time, as will be described later inEmbodiments 2 to 5, a plurality of prepreg layers in which the orientations of the fiber bundles of the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction are different from each other may be laminated.

そして、ＣＦＲＰ層３の表面に、第２熱硬化性樹脂材料２０からなる最外層２を形成する。具体的には例えば、金型の成形面に最外層２を形成するための第２熱硬化性樹脂材料２０からなるサーフェスマットを貼り付ける。その後、サーフェスマット上に上述のごとく形成したＣＦＲＰ層３を貼り付ける。そうして、金型内に配置された成形用材料１を準備することができる。 Then, theoutermost layer 2 made of the secondthermosetting resin material 20 is formed on the surface of theCFRP layer 3. Specifically, for example, a surface mat made of a secondthermosetting resin material 20 for forming theoutermost layer 2 is attached to the molding surface of the mold. Then, theCFRP layer 3 formed as described above is attached on the surface mat. Then, themolding material 1 arranged in the mold can be prepared.

次に成形工程Ｓ２において、金型内に配置された成形用材料１を成形する。成形方法は特に限定されるものではなく、一般的な成形方法を採用することができるが、具体的には例えば、内圧成形、オートクレーブ成形、オーブン成形等により成形することができる。 Next, in the molding step S2, themolding material 1 arranged in the mold is molded. The molding method is not particularly limited, and a general molding method can be adopted. Specifically, for example, it can be molded by internal pressure molding, autoclave molding, oven molding or the like.

例えば、内圧成形を例にとって説明する。内圧成形は、特に袋状やチューブ状の繊維強化樹脂成形品Ｐを得るのに好適である。成形用材料１が配置された金型を内圧成形用のプレス機内に配置し、金型の温度を、常温から、第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも低く且つ第２熱硬化性樹脂材料２０のＴｇよりも高い温度にまで、限定する意図ではないが例えば３０℃／時間〜２００℃／時間程度で徐々に昇温させる。また、並行して、内圧用エアを導入し、成形用材料１の内側、すなわち成形用材料１の反金型側から金型の成形面側に向けて圧力を付与する。そうして、昇温により第１及び第２熱硬化性樹脂材料の粘度が低下するとともに、金型の成形面の形状が成形用材料１に転写されて賦形成形される。 For example, internal pressure molding will be described as an example. Internal pressure molding is particularly suitable for obtaining a bag-shaped or tube-shaped fiber-reinforced resin molded product P. The mold on which themolding material 1 is placed is placed in a press machine for internal pressure molding, and the temperature of the mold is lowered from room temperature to lower than the Tg of the firstthermosetting resin material 37 and the second thermosetting resin. The temperature is not intended to be limited to a temperature higher than the Tg of thematerial 20, but the temperature is gradually raised at, for example, about 30 ° C./hour to 200 ° C./hour. At the same time, internal pressure air is introduced to apply pressure from the inside of themolding material 1, that is, from the anti-mold side of themolding material 1 toward the molding surface side of the mold. As a result, the viscosity of the first and second thermosetting resin materials decreases due to the temperature rise, and the shape of the molding surface of the mold is transferred to themolding material 1 to form a shape.

そして、成形工程Ｓ２の後に、硬化工程Ｓ３において、金型温度を第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも低く且つ第２熱硬化性樹脂材料２０のＴｇよりも高い温度にて、所定時間、限定する意図ではないが例えば１時間〜３時間程度、保持する。これにより、第１熱硬化性樹脂材料３７よりも先に最外層２の第２熱硬化性樹脂材料２０の硬化が進行する。 Then, after the molding step S2, in the curing step S3, the mold temperature is lower than the Tg of the firstthermosetting resin material 37 and higher than the Tg of the secondthermosetting resin material 20 for a predetermined time. Although it is not intended to be limited, it is retained for, for example, about 1 to 3 hours. As a result, the curing of the secondthermosetting resin material 20 of theoutermost layer 2 proceeds before the firstthermosetting resin material 37.

その後、冷却工程Ｓ４において、金型温度を降温させ、成形用材料１を冷却する。そして、冷却された成形用材料１を脱型し、図５に示す繊維強化樹脂成形品Ｐが得られる。 Then, in the cooling step S4, the mold temperature is lowered to cool themolding material 1. Then, the cooledmolding material 1 is demolded to obtain the fiber reinforced resin molded product P shown in FIG.

図６に、従来の成形用材料として、最外層２に、マトリクスの第１熱硬化性樹脂材料３７のシートを用いて、硬化させた場合の繊維強化樹脂成形品Ｐの模式的な断面図を示す。この場合、硬化工程Ｓ３及び冷却工程Ｓ４における第１熱硬化性樹脂材料３７の収縮率（３０〜５０×１０^−６／℃）と所定方向に配向した強化繊維３６の収縮率（−０．３×１０^−６／℃）との差が大きいため、所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の凹凸が繊維強化樹脂成形品Ｐの表面に現れ、外観性が損なわれる。なお、最外層２を設けず、ＣＦＲＰ層３のみを成形した場合も同様である。FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a fiber-reinforced resin molded product P when cured by using a sheet of the firstthermosetting resin material 37 of the matrix in theoutermost layer 2 as a conventional molding material. Shown. In this case, the shrinkage rate (30 to 50 × 10⁻⁶ / ° C.) of the firstthermosetting resin material 37 in the curing step S3 and the cooling step S4 and the shrinkage rate (−0.3) of the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction. Since the difference from × 10^-6 / ° C.) is large, unevenness of the fiber bundle of the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction appears on the surface of the fiber reinforced resin molded product P, and the appearance is impaired. The same applies when only theCFRP layer 3 is molded without providing theoutermost layer 2.

これに対し、本実施形態に係る成形用材料１を用いた成形方法により得られた繊維強化樹脂成形品Ｐは、図５に示すように、金型の成形面に接する最外層２の第２熱硬化性樹脂材料２０が、内側の繊維強化樹脂層の第１熱硬化性樹脂材料３７よりも早く硬化することにより、表面に所定方向に配向した強化繊維の凹凸が現れず、表面平滑性及び外観性に優れた繊維強化樹脂成形品Ｐとなる。 On the other hand, the fiber-reinforced resin molded product P obtained by the molding method using themolding material 1 according to the present embodiment is the secondoutermost layer 2 in contact with the molding surface of the mold, as shown in FIG. Since thethermosetting resin material 20 cures faster than the firstthermosetting resin material 37 of the inner fiber reinforced resin layer, unevenness of the reinforcing fibers oriented in a predetermined direction does not appear on the surface, and the surface smoothness and surface smoothness and It is a fiber reinforced resin molded product P having excellent appearance.

なお、上記方法では、金型温度を第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも低く且つ第２熱硬化性樹脂材料２０のＴｇよりも高い温度までしか昇温していないが、硬化工程Ｓ３において、第２熱硬化性樹脂材料２０が硬化した後に、徐々に第１熱硬化性樹脂材料３７の硬化は進行する。なお、硬化工程Ｓ３において、第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも低く且つ第２熱硬化性樹脂材料２０のＴｇよりも高い温度で所定時間保持した後に、必要に応じて、金型の温度を第１熱硬化性樹脂材料３７のＴｇよりも高い温度にまで昇温し、第１熱硬化性樹脂材料３７を硬化させる工程を設けてもよい。これにより、優れた表面平滑性及び外観性を保持しつつ、内層の第１熱硬化性樹脂材料３７を十分に硬化させて、強度の高い繊維強化樹脂成形品を得ることができる。なお、脱型工程Ｓ５の後に、得られた繊維強化樹脂成形品Ｐをオーブンや炉で加熱して第１熱硬化性樹脂材料３７の硬化を進めてもよい。 In the above method, the mold temperature is raised only to a temperature lower than Tg of the firstthermosetting resin material 37 and higher than Tg of the secondthermosetting resin material 20, but the curing step S3 In, after the secondthermosetting resin material 20 is cured, the curing of the firstthermosetting resin material 37 gradually proceeds. In the curing step S3, after holding at a temperature lower than the Tg of the firstthermosetting resin material 37 and higher than the Tg of the secondthermosetting resin material 20 for a predetermined time, if necessary, the mold A step may be provided in which the temperature is raised to a temperature higher than the Tg of the firstthermosetting resin material 37 to cure the firstthermosetting resin material 37. As a result, the firstthermosetting resin material 37 in the inner layer can be sufficiently cured while maintaining excellent surface smoothness and appearance, and a fiber-reinforced resin molded product having high strength can be obtained. After the demolding step S5, the obtained fiber-reinforced resin molded product P may be heated in an oven or a furnace to promote the curing of the firstthermosetting resin material 37.

また、上述の方法では、所定方向に配向した強化繊維３６の前駆体シートに予め第１熱硬化性樹脂材料３７を含浸させてなる平織プリプレグ層３１を形成する構成であったが、例えばＲＴＭ法などを用いて成形を行ってもよい。具体的には、所定方向に配向した強化繊維３６の前駆体シートを所望の枚数積層させたＣＦＲＰ前駆体層を予め形成しておく。そして、金型内に第２熱硬化性樹脂材料２０のサーフィスマットを配置した後、当該ＣＦＲＰ前駆体層をサーフィスマット上へセットし、後から液体状の第１熱硬化性樹脂材料３７を金型内に充填して含浸、成形及び硬化をワンポットで行う方法である。本方法によれば、繊維強化樹脂成形品Ｐの生産性を向上させることができる。 Further, in the above method, the precursor sheet of the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction is preliminarily impregnated with the firstthermosetting resin material 37 to form the plainweave prepreg layer 31, but for example, the RTM method. Or the like may be used for molding. Specifically, a CFRP precursor layer in which a desired number of precursor sheets of reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction are laminated is formed in advance. Then, after arranging the surface mat of the secondthermosetting resin material 20 in the mold, the CFRP precursor layer is set on the surface mat, and then the liquid firstthermosetting resin material 37 is gold. This is a method in which the mold is filled and impregnated, molded and cured in one pot. According to this method, the productivity of the fiber-reinforced resin molded product P can be improved.

成形用材料１は、繊維強化樹脂成形品Ｐとして、種々のものに適用することができるが、特に車両部品、例えばエンジンカバーなどのエンジン部品、ボンネット、リヤフェンダー、ルーフ、ドア、フロントパネル、リアパネル、リフトゲートなどの車両部品外板部材などに好適に用いることができ、特に好ましくは車両部品外板部材に好適に用いることができる。これにより、軽量且つ高強度の車両部品、特に車両部品外板部材を得ることができる。 Themolding material 1 can be applied to various materials as a fiber reinforced resin molded product P, and in particular, vehicle parts such as engine parts such as engine covers, bonnets, rear fenders, roofs, doors, front panels, and rear panels. , It can be suitably used for a vehicle component outer panel member such as a lift gate, and particularly preferably it can be suitably used for a vehicle component outer panel member. As a result, a lightweight and high-strength vehicle part, particularly a vehicle part outer panel member, can be obtained.

（実施形態２）
以下、本発明に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。(Embodiment 2)
Hereinafter, other embodiments according to the present invention will be described in detail. In the description of these embodiments, the same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図７及び図８に示すように、最外層２とＣＦＲＰ層３との間に、中間層２１を形成してもよい。 As shown in FIGS. 7 and 8, anintermediate layer 21 may be formed between theoutermost layer 2 and theCFRP layer 3.

中間層２１は、最外層２に含有される熱硬化性樹脂材料と同一の熱硬化性樹脂材料、すなわち第２熱硬化性樹脂材料２０に、例えばポリエステル、セルロース、ガラス繊維、特に好ましくはポリエステルのランダム配向の強化繊維又は不織布を含有する構成とすることが望ましい。 Theintermediate layer 21 is made of the same thermosetting resin material as the thermosetting resin material contained in theoutermost layer 2, that is, the secondthermosetting resin material 20, such as polyester, cellulose, glass fiber, and particularly preferably polyester. It is desirable that the composition contains reinforcing fibers or non-woven fabrics having a random orientation.

ランダム配向の強化繊維又は不織布を含有する中間層２１を備えることにより、繊維強化樹脂成形品Ｐの衝撃強度が向上する。また、中間層２１にはランダム配向の強化繊維又は不織布が含有されているので、第２熱硬化性樹脂材料２０のみからなる場合よりも、硬化時の収縮率が小さくなり得る。そうすると、内側のＣＦＲＰ層３の所定方向に配向した強化繊維３６との収縮率の差異が小さくなり、最外層２とＣＦＲＰ層３との収縮差を緩和することができる。 By providing theintermediate layer 21 containing the randomly oriented reinforcing fibers or the non-woven fabric, the impact strength of the fiber reinforced resin molded product P is improved. Further, since theintermediate layer 21 contains the reinforcing fibers or the non-woven fabric having a random orientation, the shrinkage rate at the time of curing can be smaller than that in the case where only the secondthermosetting resin material 20 is used. Then, the difference in shrinkage rate between theinner CFRP layer 3 and the reinforcingfiber 36 oriented in a predetermined direction becomes small, and the difference in shrinkage between theoutermost layer 2 and theCFRP layer 3 can be alleviated.

中間層２１を設ける場合には、最外層２の第２熱硬化性樹脂材料２０のシートと、中間層２１とを予め貼り合わせたサーフェスマットを金型内に配置することにより、中間層２１を備えた成形用材料１を形成することができる。また、予め貼り合わせたものでなくても、最外層２の第２熱硬化性樹脂材料のシートをサーフェスマットとして金型に配置した後に、中間層２１のシートをサーフェスマット上に配置してもよい。 When theintermediate layer 21 is provided, theintermediate layer 21 is provided by arranging a surface mat in which the sheet of the secondthermosetting resin material 20 of theoutermost layer 2 and theintermediate layer 21 are previously bonded in the mold. The providedmolding material 1 can be formed. Further, even if the sheets are not bonded in advance, the sheet of the second thermosetting resin material of theoutermost layer 2 may be arranged on the mold as the surface mat, and then the sheet of theintermediate layer 21 may be arranged on the surface mat. Good.

（実施形態３）
実施形態１，２では、ＣＦＲＰ層３は、同一の平織プリプレグ層３１を積層させたものであったが、所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の配向が互いに異なるプリプレグ層を複数枚積層させたものを用いてもよい。(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, theCFRP layer 3 is obtained by laminating the same plainweave prepreg layer 31, but a plurality of prepreg layers having different orientations of the fiber bundles of the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction are laminated. You may use the made one.

具体的には、図９及び図１０に示すように、ＵＤ材の縦プリプレグ層３２（層）と、この縦プリプレグ層３２の繊維束の配向と直交する向きに繊維束が配向したＵＤ材の横プリプレグ層３３（層、なお以下の説明において、縦プリプレグ層３２と横プリプレグ層３３を併せて「プリプレグ層３２，３３」と称することがある）を、それぞれ２枚ずつ、積層方向に対して互いに対称となるように積層させてなるＣＦＲＰ層３としてもよい。なお、プリプレグ層３２，３３を積層方向に対して互いに対称となるように積層させることにより、繊維強化樹脂成形品の反りなどを抑えることができる。 Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, the vertical prepreg layer 32 (layer) of the UD material and the UD material in which the fiber bundles are oriented in a direction orthogonal to the orientation of the fiber bundles of thevertical prepreg layer 32. Two horizontal prepreg layers 33 (layers, in the following description, thevertical prepreg layer 32 and thehorizontal prepreg layer 33 may be collectively referred to as "prepreg layers 32, 33") are provided in the stacking direction. TheCFRP layer 3 may be laminated so as to be symmetrical with each other. By laminating the prepreg layers 32 and 33 so as to be symmetrical with respect to the laminating direction, it is possible to suppress warpage of the fiber reinforced resin molded product.

また、本構成においても、実施形態２の構成と同様に、図１１に示すように、中間層２１を設けてもよい。なお、接着性向上の観点から、図１１に示すように、縦プリプレグ層３２の表面に、例えば第２熱硬化性樹脂材料２０からなる層等の追加の層を設け、その上に中間層２１を設け、更にその上に最外層２を設ける構成としてもよい。 Further, in this configuration as well, as in the configuration of the second embodiment, theintermediate layer 21 may be provided as shown in FIG. From the viewpoint of improving the adhesiveness, as shown in FIG. 11, an additional layer such as a layer made of the secondthermosetting resin material 20 is provided on the surface of thevertical prepreg layer 32, and theintermediate layer 21 is provided on the additional layer. , And theoutermost layer 2 may be provided on theoutermost layer 2.

なお、図１３に示すように、ＣＦＲＰ層３の構成について、ＵＤ材からなるプリプレグ層をさらに複数枚積層させる構成としてもよい。具体的には、縦プリプレグ層３２と横プリプレグ層３３との間に、所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の配向が４５度の斜プリプレグ層３４（層）を配置すると共に、２枚の横プリプレグ層３３間に所定方向に配向した強化繊維３６の繊維束の配向が斜プリプレグ層３４と逆方向に斜め４５度に傾いた逆斜プリプレグ層３５（層）を２枚配置する構成としてもよい。斜プリプレグ層３４及び逆斜プリプレグ層３５を配置することにより、ＣＦＲＰ層３の強度が増し、延いては繊維強化樹脂成形品Ｐの強度が向上する。 As shown in FIG. 13, theCFRP layer 3 may be configured by further laminating a plurality of prepreg layers made of UD material. Specifically, between thevertical prepreg layer 32 and thehorizontal prepreg layer 33, an oblique prepreg layer 34 (layer) in which the fiber bundles of the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction are oriented at 45 degrees is arranged, and two sheets are arranged. Two inverted prepreg layers 35 (layers) in which the fiber bundles of the reinforcingfibers 36 oriented in a predetermined direction are inclined at an angle of 45 degrees in the opposite direction to theoblique prepreg layer 34 are arranged between the lateral prepreg layers 33. May be good. By arranging theoblique prepreg layer 34 and the inverted oblique prepreg layer 35, the strength of theCFRP layer 3 is increased, and the strength of the fiber-reinforced resin molded product P is improved.

次に、具体的に実施した実施例について説明する。 Next, a concrete example will be described.

（実施例１）
実施例１の成形用材料は、図２及び図５に示す構成である。(Example 1)
The molding material of Example 1 has the configurations shown in FIGS. 2 and 5.

すなわち、２枚の平織プリプレグ層３１を積層し、ＣＦＲＰ層３を形成した。 That is, two plain weave prepreg layers 31 were laminated to form theCFRP layer 3.

２枚の平織プリプレグ層３１は、縦方向の炭素繊維束と横方向の炭素繊維束とが平織りされた所定方向に配向した強化繊維３６にＴｇ１７０℃程度の市販のエポキシ樹脂を、例えば図４の装置等を用いて、含浸させたものである。 The two plain-woven prepreg layers 31 are made of a reinforcingfiber 36 in which a vertical carbon fiber bundle and a horizontal carbon fiber bundle are plain-woven and oriented in a predetermined direction, and a commercially available epoxy resin having a Tg of about 170 ° C. is applied to, for example, FIG. It is impregnated using a device or the like.

Ｔｇ１３０℃程度の市販のエポキシ樹脂の最外層２を、金型の表面にセットしたのち、ＣＦＲＰ層３を金型内のエポキシ樹脂の表面に積層し、金型内に配置された成形用材料１を準備した。 After setting theoutermost layer 2 of a commercially available epoxy resin having a Tg of about 130 ° C. on the surface of the mold, theCFRP layer 3 is laminated on the surface of the epoxy resin in the mold, and themolding material 1 arranged in the mold. Prepared.

成形用材料１が配置された金型を内圧成形用のプレス機にセットし、内圧用エアを注入しながら成形を行った。 The mold on which themolding material 1 was placed was set in a press machine for internal pressure molding, and molding was performed while injecting air for internal pressure.

具体的には、常温から約１５０℃まで１２０℃／時間程度の速さで金型温度を昇温させた。この間に、エポキシ樹脂の粘度が低下し、内圧による加圧の影響で、金型の表面形状が成形用材料１に転写されることにより、成形を行った。 Specifically, the mold temperature was raised from room temperature to about 150 ° C. at a rate of about 120 ° C./hour. During this period, the viscosity of the epoxy resin decreased, and the surface shape of the mold was transferred to themolding material 1 due to the influence of pressure due to the internal pressure, so that molding was performed.

そして、金型温度を約１５０℃一定で１時間保持した。そうして、エポキシ樹脂の硬化を促進し、強度を向上させた。 Then, the mold temperature was kept constant at about 150 ° C. for 1 hour. As a result, the curing of the epoxy resin was promoted and the strength was improved.

その後、金型温度を２００℃／時間程度の速さで常温まで冷却した。なお、エポキシ樹脂は、硬化の際及び冷却の際に収縮する。 Then, the mold temperature was cooled to room temperature at a speed of about 200 ° C./hour. The epoxy resin shrinks during curing and cooling.

冷却後、脱型して、繊維強化樹脂成形品Ｐを得た。 After cooling, the mold was removed to obtain a fiber-reinforced resin molded product P.

繊維強化樹脂成形品Ｐの表面粗さとして算術平均粗さＲａを測定した。 Arithmetic mean roughness Ra was measured as the surface roughness of the fiber-reinforced resin molded product P.

（比較例１）
図６に示すように、エポキシ樹脂の最外層２をＴｇ１７０℃程度のエポキシ樹脂に変更した以外は、実施例１と同様の方法で繊維強化樹脂成形品Ｐを得、表面粗さＲａを測定した。(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 6, a fiber-reinforced resin molded product P was obtained in the same manner as in Example 1 except that theoutermost layer 2 of the epoxy resin was changed to an epoxy resin having a Tg of about 170 ° C., and the surface roughness Ra was measured. ..

実施例１及び比較例１の表面粗さＲａを表１に示す。 Table 1 shows the surface roughness Ra of Example 1 and Comparative Example 1.

最外層２に低Ｔｇのエポキシ樹脂層を形成した実施例１の繊維強化樹脂成形品Ｐは、最外層２として内側のＣＦＲＰ層３と同じ高Ｔｇのエポキシ樹脂の層を形成した比較例１の繊維強化樹脂成形品Ｐに比べて表面粗さＲａが小さくなることが判った。 The fiber-reinforced resin molded product P of Example 1 in which the low Tg epoxy resin layer was formed on theoutermost layer 2 was theoutermost layer 2 of Comparative Example 1 in which the same high Tg epoxy resin layer as theinner CFRP layer 3 was formed. It was found that the surface roughness Ra was smaller than that of the fiber-reinforced resin molded product P.

（実施例２）
ＣＦＲＰ層３の構成を、図９及び図１０に示す構成とし、プリプレグ層３２，３３として、炭素繊維がＵＤのものを互いに直角に配置した以外は、実施例１と同様に成形及び測定を行った。(Example 2)
TheCFRP layer 3 was formed and measured in the same manner as in Example 1 except that theCFRP layer 3 was configured as shown in FIGS. 9 and 10 and the prepreg layers 32 and 33 having UD carbon fibers arranged at right angles to each other. It was.

（実施例３）
図１１に示すように、最外層２とＣＦＲＰ層３との間に、Ｔｇ１３０℃程度のエポキシ樹脂をポリエステル製不織布に含浸させてなるシート状の中間層２１を形成した以外は、実施例２と同様に成形及び測定を行った。(Example 3)
As shown in FIG. 11, except that a sheet-shapedintermediate layer 21 formed by impregnating a polyester non-woven fabric with an epoxy resin having a Tg of about 130 ° C. was formed between theoutermost layer 2 and theCFRP layer 3, as in Example 2. Molding and measurement were performed in the same manner.

（比較例２）
図１２に示すように、エポキシ樹脂の最外層２をＴｇ１７０℃程度のエポキシ樹脂に変更した以外は、実施例２と同様の方法で繊維強化樹脂成形品Ｐを得、表面粗さＲａを測定した。(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 12, a fiber-reinforced resin molded product P was obtained in the same manner as in Example 2 except that theoutermost layer 2 of the epoxy resin was changed to an epoxy resin having a Tg of about 170 ° C., and the surface roughness Ra was measured. ..

実施例２，３及び比較例２の表面粗さＲａを表２に示す。 Table 2 shows the surface roughness Ra of Examples 2 and 3 and Comparative Example 2.

最外層２に低Ｔｇのエポキシ樹脂層を形成した実施例２の繊維強化樹脂成形品Ｐは、最外層２も内層と同じ高Ｔｇのエポキシ樹脂層を形成した比較例２の繊維強化樹脂成形品Ｐに比べて表面粗さＲａが小さくなることが判った。 The fiber-reinforced resin molded product P of Example 2 in which the low Tg epoxy resin layer was formed on theoutermost layer 2 is the fiber-reinforced resin molded product P of Comparative Example 2 in which theoutermost layer 2 also formed the same high Tg epoxy resin layer as the inner layer. It was found that the surface roughness Ra was smaller than that of P.

また、最外層２とＣＦＲＰ層３との間に、中間層２１を形成した実施例３の繊維強化樹脂成形品では、実施例２のものよりもさらに表面粗さＲａが小さくなることが判った。 Further, it was found that the fiber-reinforced resin molded product of Example 3 in which theintermediate layer 21 was formed between theoutermost layer 2 and theCFRP layer 3 had a surface roughness Ra smaller than that of Example 2. ..

１成形用材料
２最外層
２０第２熱硬化性樹脂材料
２１中間層
３ＣＦＲＰ層（繊維強化樹脂層）
３１平織プリプレグ層（層）
３２縦プリプレグ層（層）
３３横プリプレグ層（層）
３４斜プリプレグ層（層）
３５逆斜プリプレグ層（層）
３６所定方向に配向した強化繊維
３７第１熱硬化性樹脂材料
５ローラ
６ヒータ
Ｐ繊維強化樹脂成形品
Ｓ１準備工程
Ｓ２成形工程
Ｓ３硬化工程
Ｓ４冷却工程
Ｓ５脱型工程1Molding material 2Outermost layer 20 Secondthermosetting resin material 21Intermediate layer 3 CFRP layer (fiber reinforced resin layer)
31 Plain weave prepreg layer (layer)
32 Vertical prepreg layer (layer)
33 Horizontal prepreg layer (layer)
34 Oblique prepreg layer (layer)
35 Inverted prepreg layer (layer)
36 Reinforcing fibers oriented in apredetermined direction 37 First thermosetting resin material 5Roller 6 Heater P Fiber reinforced resin molded product S1 Preparation process S2 Molding process S3 Curing process S4 Cooling process S5 Demolding process

Claims

Translated fromJapanese

所定方向に配向した強化繊維を含み、第１熱硬化性樹脂材料をマトリクスとする繊維強化樹脂層を備えた繊維強化樹脂成形品の成形用材料であって、
最表面に、ガラス転移温度が上記マトリクスよりも低い第２熱硬化性樹脂材料を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維を含まない最外層を備え、
上記第１熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１５０℃超２００℃以下であり、
上記第２熱硬化性樹脂材料のガラス転移温度は１２０℃以上１５０℃以下であり、
上記第１熱硬化性樹脂材料及び上記第２熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。A material for molding a fiber-reinforced resin molded product, which comprises reinforcing fibers oriented in a predetermined direction and includes a fiber-reinforced resin layer having a matrix of a first thermosetting resin material.
On the outermost surface, an outermost layer containing a second thermosetting resin material having a glass transition temperature lower than that of the above matrix as a main component and not containing reinforcing fibers oriented in a predetermined direction is provided.
The glass transition temperature of the first thermosetting resin material is more than 150 ° C. and 200 ° C. or lower.
The glass transition temperature of the second thermosetting resin material is 120 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
The first thermosetting resin material and the second thermosetting resin material are molding materials for fiber-reinforced resin molded products, which are epoxy resins.

所定方向に配向した強化繊維を含み、第１熱硬化性樹脂材料をマトリクスとする繊維強化樹脂層を備えた繊維強化樹脂成形品の成形用材料であって、
最表面に、ガラス転移温度が上記マトリクスよりも低い第２熱硬化性樹脂材料を主成分とし且つ所定方向に配向した強化繊維を含まない最外層を備え、
上記最外層と、上記繊維強化樹脂層との間に、上記第２熱硬化性樹脂材料にランダム配向の強化繊維又は不織布を含有させてなる中間層を備え、
上記第１熱硬化性樹脂材料及び上記第２熱硬化性樹脂材料は、エポキシ樹脂であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。A material for molding a fiber-reinforced resin molded product, which comprises reinforcing fibers oriented in a predetermined direction and includes a fiber-reinforced resin layer having a matrix of a first thermosetting resin material.
On the outermost surface, an outermost layer containing a second thermosetting resin material having a glass transition temperature lower than that of the above matrix as a main component and not containing reinforcing fibers oriented in a predetermined direction is provided.
An intermediate layer formed by containing a randomly oriented reinforcing fiber or a non-woven fabric in the second thermosetting resin material is provided between the outermost layer and the fiber-reinforced resin layer.
The first thermosetting resin material and the second thermosetting resin material are molding materials for fiber-reinforced resin molded products, which are epoxy resins.

請求項２において、
上記ランダム配向の強化繊維又は上記不織布は、ポリエステル製であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。In claim2 ,
The randomly oriented reinforcing fiber or the non-woven fabric is a molding material for a fiber-reinforced resin molded product, which is made of polyester.

請求項１乃至請求項３のいずれか一において、In any one of claims 1 to 3,
上記繊維強化樹脂層は、上記所定方向に配向した強化繊維の配向が異なる複数の層を積層させてなることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。The fiber-reinforced resin layer is a material for molding a fiber-reinforced resin molded product, which is formed by laminating a plurality of layers having different orientations of reinforcing fibers oriented in a predetermined direction.

請求項１乃至請求項４のいずれか一において、In any one of claims 1 to 4,
上記所定方向に配向した強化繊維は、炭素繊維であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。The reinforcing fiber oriented in the predetermined direction is a molding material for a fiber-reinforced resin molded product, characterized in that it is a carbon fiber.

請求項１乃至請求項５のいずれか一において、In any one of claims 1 to 5,
上記所定方向に配向した強化繊維は、織物材、編物材、組物材、ＵＤ材及びノンクリンプファブリック材の少なくとも１種であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。The reinforcing fiber oriented in a predetermined direction is a material for molding a fiber-reinforced resin molded product, which is at least one of a woven material, a knitted material, a braided material, a UD material, and a non-crimp fabric material.

請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
上記繊維強化樹脂成形品は、車両部品外板部材であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形用材料。In any one of claims 1 to 6,
The fiber-reinforced resin molded product is a material for molding a fiber-reinforced resin molded product, which is a vehicle component outer panel member.

請求項８において、
上記成形工程は、上記成形用材料を上記金型内に配置した後、該成形用材料の内側から該金型の成形面側に向けて圧力を付与することにより賦形成形する工程であり、
上記硬化工程は、上記金型の温度を昇温させることにより上記第２熱硬化性樹脂材料を硬化させる工程であることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形方法。
In claim 8.
The molding step is a step of arranging the molding material in the mold and then applying pressure from the inside of the molding material toward the molding surface side of the mold to form the molding.
The curing step is a step of curing the second thermosetting resin material by raising the temperature of the mold, which is a method for molding a fiber-reinforced resin molded product.