FRP片模压成型方法和装置以及FRP成型品与流程

本发明涉及使用纤维增强塑料成型出模压成型品的FRP片模压成型方法和装置以及FRP成型品。

背景技术：

在专利文献1中公开了一种树脂被夹入FRP材料(纤维增强塑料)之间的3层结构的成型品的成型技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2917372号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

为了实施专利文献1中记载的成型技术，需要准备2片FRP片，制造效率差。

本发明的目的在于提供能够提高制造效率的FRP片模压成型方法和装置以及FRP成型品。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供了一种FRP片模压成型方法，其是使用纤维增强塑料(例如，后述的片材SM,SM1,SM2)成型出模压成型品(例如，后述的模压成型品PM)的FRP片模压成型方法，其中，该方法具备下述工序：模压工序，将成型模具(例如，后述的模具2,3)闭合，在模腔(例如，后述的模腔5)内对加热后的上述纤维增强塑料进行模压成型；以及补充工序，自上述模压工序起维持着上述成型模具闭合的状态，从形成于上述纤维增强塑料的一个面(例如，后述的下表面LS1)的注入部(例如，后述的注入部IP1,IP2)向上述纤维增强塑料的内部(例如，后述的内部IN1,IN2)加压注入树脂(例如，后述的熔融树脂MP)；成型出在上述纤维增强塑料的层(例如，后述的表层TL和背层BL)彼此间配置有上述树脂(例如，后述的树脂PR)的层的上述模压成型品。

这样，利用FRP片模压成型方法，能够成型出在纤维增强塑料层之间配置有树脂层(塑料层)的模压成型品，能够在不使用必要以上的纤维的情况下成型出具有充分强度的模压成型品。并且能够提高模压成型品的制造效率。

或者，为了实现上述目的，本发明提供一种FRP片模压成型装置，其是使用成型模具(例如，后述的模具2,3)由纤维增强塑料(例如，后述的片材SM,SM1,SM2)成型出模压成型品(例如，后述的模压成型品PM)的FRP片模压成型装置，其中，上述成型模具具备与模腔(例如，后述的模腔5)连接的浇口(例如，后述的浇口7)，并按照下述方式使用：闭合上述成型模具，将加热后的上述纤维增强塑料在上述模腔内模压成型，之后，维持着上述成型模具闭合的状态，经由上述浇口从形成于上述纤维增强塑料的一个面(例如，后述的下表面LS1)的注入部(例如，后述的注入部IP1,IP2)向上述纤维增强塑料的内部(例如，后述的内部IN1,IN2)加压注入树脂(例如，后述的熔融树脂MP)，成型出在上述纤维增强塑料的层(例如，后述的表层TL和背层BL)彼此间配置有上述树脂(例如，后述的树脂PR)的层的上述模压成型品。

这样，利用FRP片模压成型装置，能够成型出在纤维增强塑料层之间配置有树脂层(塑料层)的模压成型品，能够在不使用必要以上的纤维的情况下成型出具有充分强度的模压成型品。并且能够提高模压成型品的制造效率。

或者，为了实现上述目的，本发明提供一种FRP成型品，该FRP成型品具备：在成型模具(例如，后述的模具2,3)的模腔(例如，后述的模腔5)内进行了模压成型的纤维增强塑料(例如，后述的片材SM,SM1,SM2)；以及从形成于上述纤维增强塑料的一个面(例如，后述的下表面LS1)的注入部(例如，后述的注入部IP1,IP2)被加压注入到上述纤维增强塑料的内部(例如，后述的内部IN1,IN2)的树脂(例如，后述的熔融树脂MP)；在上述纤维增强塑料的层(例如，后述的表层TL和背层BL)彼此间配置有上述树脂(例如，后述的树脂PR)的层。

这样，根据FRP成型品，由于在纤维增强塑料层之间配置有树脂层(塑料层)，因而能够在不使用必要量以上的纤维的情况下进行制造，并且具有充分的强度。另外，若为这样的FRP成型品，则制造容易，能够提高制造效率。

发明的效果

根据本发明，能够提供可提高制造效率的FRP片模压成型方法和装置以及FRP成型品。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的FRP片模压成型装置1的纵截面图。

图2是示出片材SM的特性的截面图，(A)表示加热前的状态，(B)表示加热后的状态。

图3是示出成型出模压成型品PM的流程的FRP片模压成型装置1的放大图，(A)表示片材SM的表层TL和背层BL的温度降低后的状态，(B)表示片材SM被模压后的状态，(C)表示向片材SM的内部加压注入熔融树脂MP的状态。

图4是示出成型出模压成型品PM的流程的FRP片模压成型装置1的放大图，(A)表示即将向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP之前的状态，(B)表示向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP的状态。

图5是模压成型品PM的截面图。

图6是模压成型品PM的截面照片，(A)为纵截面图，(B)为在(A)中的箭头VIB-VIB方向观察到的截面图，(C)为在(A)中的箭头VIC-VIC方向观察到的截面图，(D)为在(A)中的箭头VID-VID方向观察到的截面图。

图7是示出2片重叠的片材SM1,SM2的特性的截面图，(A)表示加热前的状态，(B)表示加热后的状态。

图8是示出成型出另一模压成型品的流程的FRP片模压成型装置1的放大图，(A)表示向片材SM1,SM2的内部IN2加压注入熔融树脂MP之前的状态，(B)表示向片材SM1,SM2的内部IN2加压注入熔融树脂MP后的状态。

具体实施方式

参照附图对本发明的一个实施方式进行详细说明。图1是示出本发明的一个实施方式的FRP片模压成型装置1的纵截面图。图2是示出片材SM的特性的截面图。图2(A)表示加热前的状态。图2(B)表示加热后的状态。图3是示出成型出模压成型品PM的流程的FRP片模压成型装置1的放大图。图3(A)表示片材SM的表层TL和背层BL的温度降低后的状态。图3(B)表示片材SM被模压后的状态。图3(C)表示向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP的状态。图4是示出成型出模压成型品PM的流程的FRP片模压成型装置1的放大图。图4(A)表示即将向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP之前的状态。图4(B)表示向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP的状态。图5是模压成型品PM的截面图。图6是模压成型品PM的截面照片。图6(A)为纵截面图。图6(B)为在图6(A)中的箭头VIB-VIB方向观察到的截面图。图6(C)为在图6(A)中的箭头VIC-VIC方向观察到的截面图。图6(D)为在图6(A)中的箭头VID-VID方向观察到的截面图。

图1所示的FRP片模压成型装置1在对纤维增强塑料(FRP：Fiber Reinforced Plastics)的片材(FRP(Glass/Carbon，玻璃/碳)片材)SM进行模压成型等来制造模压成型品(FPR成型品)PM(参见图5)时使用。具体地说，FRP片模压成型装置1具备上下一对模具2,3和注射成型机(省略图示)等。

上下一对模具2,3通过注射成型机(省略图示)相互抵接并被施以数百吨以上的力。这些上下一对模具2,3相互之间构成模腔5，该模腔5成为对片材SM1进行模压的空间。下侧的模具3具有与模腔5连接的浇口7。在模腔5中配置片材SM、并经由浇口7从注射成型机加压注入熔融树脂MP。

注射成型机(省略图示)使上下一对模具2,3相互抵接并施加数百吨以上的力。该注射成型机经由浇口7向在上下一对模具2,3相互之间构成的模腔5中加压注入熔融树脂MP。

详细内容将在下文描述，但被加压注入到模腔5中的熔融树脂MP从在作为片材SM的一个面的下表面LS1形成的注入部IP1浸入到片材SM的内部IN1。即，注射成型机(省略图示)经由浇口7从形成于片材SM的下表面LS1的注入部IP1向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP。

这样，FRP片模压成型装置1成型出在片材SM的表层TL和背层BL之间配置有树脂PR(参照图5)的层的模压成型品PM(参照图5)。

接着，参照图2和图3对基于FRP片模压成型装置1的FRP片模压成型方法进行说明。

基于FRP片模压成型装置1的FRP片模压成型方法是使用片材SM成型出模压成型品PM的方法。该FRP片模压成型方法具备模压工序和补充工序。

片材SM通过加热而产生空隙(气泡)同时发生膨胀，形成毡状而变得柔软(参照图2(A)→图2(B))。

在模压工序中，如图3(A)所示，将模具2,3闭合，将加热后的片材SM配置在模腔5内。片材SM通过与模具2,3接触，表层TL和背层BL的温度下降，表层TL和背层BL收缩而变硬。其后，如图3(B)所示，使上侧的模具2下降至规定的制品板厚的间隙，将片材SM在模腔5内模压。

在补充工序中，如图3(C)所示，自模压工序起维持着模具2,3闭合的状态，经由浇口7向模腔5中加压注入熔融树脂MP。由此，在作为片材SM的一个面的下表面LS1形成成为注入部IP1的孔，从该注入部IP1向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP。即，在补充工序中，自模压工序起维持着模具2,3闭合的状态，从形成于作为片材SM的一个面的下表面LS1的注入部IP1向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP。

熔融树脂MP变冷而固化，从而成型出在片材SM的表层TL和背层BL之间配置有树脂PR(参照图5)的层的模压成型品PM(参照图5)。

接下来，参照图4对于在基于FRP片模压成型装置1的FRP片模压成型方法中形成注入部IP1的机理进行说明。

如图4(A)所示，在模压工序中经由浇口7被加压注入到模腔5中的熔融树脂MP即使流入到背层LS1与下侧的模具3之间，也会被模具3冷却而固化，在背层LS1与模具3之间的流动停止。

之后，如图4(B)所示，形成成为注入部IP1的孔，经由浇口7而被加压注入到模腔5中的熔融树脂MP向阻力更小的一方流动，因而流到流动阻力小的片材SM的内部IN1，得到3层结构。

接下来，参照图5和图6对使用FRP片模压成型装置1通过FRP片模压成型方法成型出的模压成型品PM的结构进行说明。

如图5和图6所示，模压成型品(FRP成型品)PM具有在片材SM的表层TL和背层BL之间配置有树脂PR的层的3层结构。片材SM在模具2,3的模腔5内模压成型而成。树脂PR从形成于作为片材SM的一个面的下表面LS1(参照图1)的注入部IP1(参照图1)被加压注入到片材SM的内部IN1(参照图1)，之后被冷却并发生固化。

根据以上说明的本实施方式的FRP片模压成型方法，发挥出以下的效果。

即，FRP片模压成型方法是使用纤维增强塑料的片材SM成型出模压成型品PM的方法，其中，该方法具备下述工序：模压工序，将模具2,3闭合，在模腔5内对加热后的片材SM进行模压成型；以及补充工序，自模压工序起维持着模具2,3闭合的状态，从形成于作为片材SM的一个面的下表面LS1的注入部IP1向片材SM的内部IN1加压注入熔融树脂MP；成型出在片材SM的表层TL和背层BL之间配置有树脂PR的层的模压成型品PM。

这样，利用FRP片模压成型方法，能够成型出在片材SM的表层TL和背层BL之间配置有树脂PR层的模压成型品PM，能够在不使用必要以上的纤维的情况下成型出具有充分强度的模压成型品PM。并且能够提高模压成型品PM的制造效率。

接下来，参照附图对本发明的另一实施方式进行详细说明。图7是示出2片重叠的片材SM1,SM2的特性的截面图。图7(A)表示加热前的状态。图7(B)表示加热后的状态。图8是示出成型出另一模压成型品(省略图示)的流程的FRP片模压成型装置1的放大图。图8(A)表示向片材SM1,SM2的内部IN2加压注入熔融树脂MP之前的状态。图8(B)表示向片材SM1,SM2的内部IN2加压注入了熔融树脂MP后的状态。需要说明的是，本实施方式的FRP片模压成型装置1与上述FRP片模压成型装置1为相同的构成，代替上述的片材SM而使用2片重叠的片材SM1,SM2成型出模压成型品(省略图示)。

详细内容将在下文描述，但加压注入到模腔5中的熔融树脂MP从在作为2片重叠的片材SM1,SM2的一个面的下表面LS2形成的注入部IP2浸入到2片重叠的片材SM1,SM2的内部IN2。即，注射成型机(省略图示)经由浇口7从形成于2片重叠的片材SM1,SM2的下表面LS2的注入部IP2向2片重叠的片材SM1,SM2的内部IN2加压注入熔融树脂MP。

这样，FRP片模压成型装置1成型出在2片重叠的片材SM1,SM2之间配置有树脂的层的模压成型品(省略图示)。

接着，参照图7和图8对基于FRP片模压成型装置1的FRP片模压成型方法进行说明。

基于FRP片模压成型装置1的FRP片模压成型方法是使用2片重叠的片材SM成型出模压成型品(省略图示)的方法。

与上述的片材SM(参照图2)不同，2片重叠的片材SM1,SM2即使在加热了的情况下也不会发生膨胀(参照图7(A)→图7(B))。

在模压工序中，如图8(A)所示，将模具2,3闭合，将加热后的2片重叠的片材SM1,SM2配置在模腔5内。此时，使形成于2片重叠的片材SM1,SM2的下表面LS2的注入部IP2与浇口7连接。

在补充工序中，如图8(B)所示，自模压工序起维持着模具2,3闭合的状态，经由浇口7向模腔5中加压注入熔融树脂MP。由此，从形成于2片重叠的片材SM1,SM2的下表面LS2的注入部IP2向2片重叠的片材SM1,SM2的内部IN2加压注入熔融树脂MP。即，在补充工序中，自模压工序起维持着模具2,3闭合的状态，从形成于作为2片重叠的片材SM1,SM2的一个面的下表面LS2的注入部IP2向2片重叠的片材SM1,SM2的内部IN2加压注入熔融树脂MP。

熔融树脂MP变冷而固化，从而成型出在2片重叠的片材SM1,SM2之间配置有树脂(省略图示)的层的模压成型品(省略图示)。

根据以上说明的本实施方式的FRP片模压制造方法，发挥出以下的效果。

即，FRP片模压成型方法是使用纤维增强塑料的2片重叠的片材SM1,SM2成型出模压成型品(省略图示)的方法，其中，该方法具备下述工序：模压工序，将模具2,3闭合，在模腔5内对加热后的2片重叠的片材SM1,SM2进行模压成型；以及补充工序，自模压工序起维持着模具2,3闭合的状态，从形成于作为2片重叠的片材SM1,SM2的一个面的下表面LS1的注入部IP2向2片重叠的片材SM1,SM2的内部IN2加压注入熔融树脂MP；成型出在2片重叠的片材SM1,SM2之间配置有树脂(省略图示)的模压成型品(省略图示)。

这样，利用FRP片模压成型方法，能够成型出在2片重叠的片材SM1,SM2之间配置有树脂(省略图示)层的模压成型品(省略图示)，能够在不使用必要以上的纤维的情况下成型出具有充分强度的模压成型品。并且能够提高模压成型品的制造效率。

本发明并不限于上述实施方式，在能够实现本发明目的的范围内的变形、改良等包含在本发明中。

符号的说明

1 FRP片模压成型装置

2,3 模具(成型模具)

5 模腔

7 浇口

SM,SM1,SM2 片材(纤维增强塑料)

LS1,LS2 下表面(一个面)

IP1,IP2 注入部

IN1,IN2 内部

TL 表层

BL 背层

MP 熔融树脂(树脂)

PR 树脂

PM 模压成型品(FRP成型品)