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繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの積層方法 UPDATE 新技術説明会 外国出願あり

国内特許コード P190016265
整理番号 2117
掲載日 2019年8月20日
出願番号 特願2010-080046
公開番号 特開2011-207198
登録番号 特許第5660563号
出願日 平成22年3月31日(2010.3.31)
公開日 平成23年10月20日(2011.10.20)
登録日 平成26年12月12日(2014.12.12)
発明者
  • 下原 伊智朗
  • 池田 慎哉
  • 松葉 朗
  • 河野 洋輔
  • 西田 裕紀
  • 近藤 徹朗
出願人
  • 広島県
  • 東海工業ミシン株式会社
発明の名称 繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの積層方法 UPDATE 新技術説明会 外国出願あり
発明の概要 【課題】材料の歩留りが高く、強度及び剛性を有する成形品のニヤーネットシェイプの積層方法を提供することである。
【解決手段】強化繊維と熱可塑性樹脂との複合材料であるプリプレグテープを用いて、成形品としての強度や剛性を有するように、プリプレグテープの配置は繊維配列方向と外力の方向とを考慮して、1つの層内で異なる繊維配列方向のプリプレグテープを配置するようにし、かつ前記プリプレグテープを着接させながら縫い方を変えるステッチング方法を実施して、多層構造からなる成形品のニヤーネットシェイプを縫成することによって実現できた。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要

連続強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させた繊維強化熱可塑性のプリプレグテープを各層毎に一定方向に並べて各層毎に強化繊維の方向を異ならせて積層し、ステッチングを施して一体化した多軸積層シートを製造する工程と、前記多軸積層シートを裁断又は積層して金型に設置する所定形状に整形する整形工程と、前記所定形状に整形した中間体を金型内に設置する設置工程と、前記中間体設置工程で金型内に設置した中間体をプレスし繊維強化熱可塑性複合材料の熱可塑性樹脂の融点より高い温度に加熱して成形した後、前記熱可塑性樹脂の融点より低い温度に冷却する成形工程と、を備えた繊維強化熱可塑性複合材料の成形方法が開示されている(例えば特許文献1参照)。

また、特許文献1の発明は、ステッチングを積層シート状態で、または積層シートを所定形状に整形した状態で行っている。

所定形状の繊維強化プラスチック複合材料を製造するにあたり、基材上に強化用繊維を用いて製造すべき複合材の形状及び要求特性等に従って定まる個所に所望の任意の複数方向に強化用繊維材が方向性を有しかつ所望の任意の量となるように刺繍加工を施し、この刺繍加工を施した基材から必要に応じて非刺繍部を除去し、次いでこれを芯材としてハンドレイアップ方式などの一般的な方法で繊維強化プラスチック複合材を成形する方法が開示されている(例えば特許文献2参照)。

産業上の利用分野

本発明は、強化繊維を補強基材とする樹脂との複合材料であるプリプレグを用いた積層方法に関する。さらに詳しくは、強化繊維を補強基材とし熱可塑性樹脂と一体化させたプリプレグを用いて任意形状を有する成形品のニヤーネットシェイプを縫成する積層方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
シート状の基材上または既にできている層の上に、繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープを任意の向き及び任意の位置に着接しながらステッチングをし、任意の長さに裁断して一つの繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープの縫着を完了させる手順からなる繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープ縫着手順を、各層における任意の位置から実施し、前記繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープ縫着手順を繰り返しながら順次繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープを縫着させて平面状の一つの層を形成し、前記層の上部に更に次の平面状の層を前記繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープ縫着手順に従って形成して積層し、順次次の平面状の層を形成しながら積層して多層構造体からなる所定形状を有する成形品のニヤーネットシェイプを縫成することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの積層方法。

【請求項2】
成形品として必要な強度及び剛性を具備するように繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープの配置を行う方法として、成形品に対して引張力のかかる方向と繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープの繊維配列方向とを一致させる部位を設ける配置方法、前記成形品に対して引張力のかかる方向と繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープの繊維配列方向とが直角な位置関係となる部位を生じさせない配置方法、隣接する2つの異なる繊維配列方向の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープの突合せ部位で、上層及び/または下層のプリプレグテープを跨設させて繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープを配置する配置方法の中から少なくとも一つの方法を一つの層内または複数の層内で実施することを特徴とする請求項1に記載の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの積層方法。

【請求項3】
成形品として必要な強度及び剛性を具備するようにステッチングを行う方法として、層間剥離を生じやすい部位や変形しやすい部位に縫い糸の間隔を縮めて集中的にステッチングすることを特徴とする請求項1または2に記載の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの積層方法。

【請求項4】
シート状の基材が、繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグテープを構成する熱可塑性樹脂と同一の材質からなる、プラスチックシート、プラスチックフィルム、織物、編物、組物、マット材、またはステッチングシートのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの積層方法。

【請求項5】
成形品のニヤーネットシェイプ縫成過程におけるステッチングを、ステッチングの縫いデータ、及びプリプレグテープの配置の位置データ並びに裁断位置データを含む制御データに基づいたプログラムに従って作動する、X方向及びY方向に直線移動する被ステッチング物の移送装置を具備した刺繍用ミシンを使用して行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの積層方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010080046thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) 広島県立総合技術研究所


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