JP2000238139A - Frp構造体の製造方法 - Google Patents
Frp構造体の製造方法Info
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Abstract
補修でき、所望の特性を有するFRP構造体を容易に製
造できる方法を提供する。 【解決手段】 強化繊維基材とマトリックス樹脂からな
るFRPで形成されるFRP構造体の製造方法におい
て、表面に樹脂未含浸部分が生じたとき、該樹脂未含浸
部分全体をバッグ基材で覆った後該バッグ基材で覆われ
た内部を真空状態にし、樹脂を注入して強化繊維基材の
樹脂未含浸部分に含浸させることを特徴とする、FRP
構造体の製造方法。
Description
造方法に関し、とくに成形時に表面に樹脂未含浸部分が
生じた場合にその樹脂未含浸部分を容易に効率よく補修
し、目標とする機械特性等を有するFRP構造体を確実
に製造できる方法に関する。
維強化プラスチック)が各種産業分野で注目されてお
り、中でもCFRP(炭素繊維強化プラスチック)が、
その優れた機械特性等から注目されている。
は、とくに比較的大型の部材に成形する場合には、表面
に樹脂未含浸部分、つまり樹脂の含浸が不完全な強化繊
維基材部分が露出することがある。従来、樹脂未含浸部
分が生じた場合、たとえばハンドレイアップ法で外表面
から樹脂を含浸させる方法が採られている。また、樹脂
未含浸部分が深い場合には、その樹脂未含浸部分を除去
し、その部分にプリプレグ等の既含浸基材を投入して補
修する方法を採用することもある。
ようなハンドレイアップ法による補修方法では、補修部
分がエア抜きされていないため、樹脂を完全に含浸させ
ることは困難である。したがって、局部的に樹脂未含浸
部分(空洞)が残るおそれがあり、FRP構造体のその
部分の機械特性が低下するおそれがある。
る方法では、作業性が悪く作業に手間取るとともに、補
修部分が別素材からなるため不連続になり、局部的に強
度低下を招くおそれがある。また樹脂未含浸部分を除去
する際に周囲の強化繊維基材を切断するおそれがあり、
この面からも強度低下を招くおそれがある。
ありながら実質的に完全に樹脂を含浸させて空洞や局部
的な樹脂未含浸部分の発生を防止でき、かつ、強化繊維
基材を切断することもなく、周囲のFRP部分と同一の
FRP構成として、強度低下も招かない、合理的な補修
を行うことのできるFRP構造体の製造方法を提供する
ことにある。
に、本発明のFRP構造体の製造方法は、強化繊維基材
とマトリックス樹脂からなるFRPで形成されるFRP
構造体の製造方法において、表面に樹脂未含浸部分が生
じたとき、該樹脂未含浸部分全体をバッグ基材で覆った
後該バッグ基材で覆われた内部を真空状態にし、樹脂を
注入して強化繊維基材の樹脂未含浸部分に含浸させるこ
とを特徴とする方法からなる。
浸部分の表面積が比較的大きい場合には、樹脂拡散媒体
を用いることが好ましい。すなわち、樹脂未含浸部分上
に樹脂拡散媒体を配置した後樹脂未含浸部分全体をバッ
グ基材で覆う。この樹脂拡散媒体は、樹脂未含浸部分補
修後もそのままFRP構造体内に一体に成形された状態
で残してもよいし、残さないで除去してもよい。除去す
る場合には、剥離しやすいように、樹脂拡散媒体と樹脂
未含浸部分の強化繊維基材との間に樹脂透過性の離型
材、たとえば離型用合成繊維織物や網状体を介装してお
き、樹脂未含浸部分補修後にバッグ基材とともに除去す
るようにすればよい。
含浸させるには、バッグ基材で覆われた内部の真空度を
極力高めておくことが好ましい。そのためには、バッグ
基材と樹脂未含浸部分周囲のFRP構造体表面との間
を、たとえば両面テープ等のシール部材を用いてより完
全にシールすることが好ましい。
ポンプ等による吸引により所望の真空状態とされるが、
この真空吸引の位置と、樹脂注入位置とは、樹脂未含浸
部分に関して互いに反対側の位置に設定しておくことが
好ましい。
ては、樹脂未含浸部分の補修の際にバッグ基材で覆って
内部を真空状態にし、そこに樹脂を注入するので、樹脂
が樹脂未含浸部分に万遍なくゆき渡り、実質的に樹脂を
完全に含浸させることが可能になる。樹脂拡散媒体を介
すれば、より良好に樹脂を拡散させることができ、樹脂
未含浸部分全体にわたってより完全に樹脂を含浸させる
ことができる。
も、その樹脂未含浸部分を除去する作業は不要であり、
かつ、プリプレグ等の別素材の投入も不要であるから、
作業が極めて簡便である。
含浸させることができ、しかも、周囲のFRP部分と実
質的に同一のFRP構造に構成できるから強度の低下も
招かず、樹脂未含浸部分が生じた際にも容易に所望のF
RP構造体を製造することができる。
形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明
の一実施態様に係るFRP構造体の製造方法を示してい
る。本実施態様では、比較的大型の平板パネル状のFR
P構造体1の表面の一部に樹脂未含浸部分2が生じた場
合の補修方法を示しているが、FRP構造体の大きさや
形状には制約は全くない。本実施態様では、FRP構造
体1は、コア材3(たとえば、発泡体からなるコア材)
の両面にFRPスキン層4a、4bを配置したサンドイ
ッチ構造の構造体に成形される。図1は、一方のFRP
スキン層4aの表面に樹脂未含浸部分2が生じた場合を
示している。
2の表面上に、たとえば網状体からなる樹脂拡散媒体5
を配置し、その上から、樹脂未含浸部分2全体を、バッ
グ基材としてのバッグフィルム6で覆う。バッグフィル
ム6には、真空ポンプ7へと接続された吸引管8と、樹
脂9を収容した樹脂槽10にバルブ11を介して接続さ
れた樹脂送給管12とが接続されている。吸引管8の接
続位置と樹脂送給管12の接続位置は、樹脂未含浸部分
2に関して互いに反対側となるように設定されている。
囲のFRP構造体1の表面との間には、シール部材とし
ての両面テープ13が介装されており、樹脂未含浸部分
2全体を周囲からシールしている。
管8を介しての吸引により、バッグフィルム6で覆われ
た内部を真空状態(減圧状態)にする。その状態にした
後、バルブ11を開いて樹脂9を樹脂送給管12を介し
て樹脂未含浸部分2に注入する。内部が真空状態にされ
ているので、注入された樹脂は、樹脂拡散媒体5に沿っ
て速やかに拡散されるとともに、樹脂未含浸部分2の露
出していた強化繊維基材へと含浸される。樹脂未含浸部
分2の実質的に全体が所定の真空状態とされているの
で、注入された樹脂は樹脂未含浸部分2全体に効率よく
かつ速やかに含浸され、空洞や局部的な未含浸部分は残
らない。
媒体5を除去し、含浸させた樹脂を硬化させる。この樹
脂拡散媒体5は、別段問題が生じない場合には、除去せ
ずに硬化樹脂と一体的にFRP構造体1内に残してもよ
い。また、樹脂未含浸部分2が比較的狭い場合には、樹
脂拡散媒体5の使用を省略することもできる。
1においては、樹脂未含浸部分2において元の強化繊維
基材がそのまま利用され、そこに実質的に完全に樹脂が
含浸、硬化されているから、強化繊維基材が切断される
こともなく、また、周囲のFRP部分と実質的に完全に
同一のFRP構成とされ、しかも補修部分に空洞や局部
的な未含浸部分も残らないから、部分的な強度低下のな
い、所望のFRP構造体1が効率よく得られる。
入の作業が不要で、実質的に樹脂未含浸部分2をバッグ
基材で覆い内部を真空状態にして樹脂を注入するだけで
よいから、作業が極めて簡便である。また、補修対象と
なる樹脂未含浸部分の位置にも、実質的に制約が全くな
く、FRP構造体のあらゆる表面部位に対して補修が可
能となる。さらに、作業が簡便であることから、補修に
要するコスト、ひいてはFRP構造体製造全体に要する
コストも極めて安価である。
構造体1を示したが、FRP単板構成であってもよいこ
とは言うまでもない。また、FRP部分の構成について
も特に制限はない。
ないが、たとえば、炭素繊維の一方向材、織物、マッ
ト、ストランドや、ガラス繊維の一方向材、織物、マッ
ト、ロービングを単独あるいは混合して使用することが
好ましい。特に軽量化効果を最大限に発揮するためには
炭素繊維の使用が好ましい。そして、その炭素繊維も、
炭素繊維糸1本のフィラメント数が通常の10,000
本未満のものではなく、10,000〜300,000
本の範囲、より好ましくは50,000〜150,00
0本の範囲にあるトウ状の炭素繊維フィラメント糸を使
用する方が、樹脂の含浸性、強化繊維基材としての取扱
い性、さらには強化繊維基材の経済性において、より優
れるため、好ましい。またFRP構造体の表面に炭素繊
維の織物を配置すると、表面の意匠性が高められ、より
好ましい。また、必要に応じて、あるいは要求される機
械特性等に応じて、強化繊維の層を複数層に積層して強
化繊維基材を形成し、その強化繊維基材に樹脂を含浸す
る。積層する強化繊維層には、一方向に引き揃えた繊維
層や織物層を適宜積層でき、その繊維配向方向も、要求
される強度の方向に応じて適宜選択できる。
ポリエステル、フェノール、ビニルエステルなどの熱硬
化性樹脂が、成形性・コストの点で好ましい。ただし、
ナイロンやABS樹脂等の熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹
脂と熱可塑性樹脂の混合樹脂も使用可能である。
き、軽量化の点で発泡体が好ましい。発泡体の材質とし
ては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、PVC、シリコンなどを用い、その比重
は0.02から0.2の間で選択することが好ましい。
FRP構造体の要求特性、使用する樹脂の種類などによ
って、コア材の材質、比重を選ぶことができる。比重が
0.02未満のものを用いると、十分な強度が得られな
くなる恐れが生じる。また、比重が0.2を超えると、
強度は高くなるが、重量が嵩み軽量化という目的に反す
るものになってしまう。
造体の製造方法によれば、極めて簡便に、かつ実質的に
完全に、樹脂未含浸部分を補修でき、軽量で所望の機械
特性を有するFRP構造体を容易にかつ安価に製造でき
る。
方法を示す斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 強化繊維基材とマトリックス樹脂からな
るFRPで形成されるFRP構造体の製造方法におい
て、表面に樹脂未含浸部分が生じたとき、該樹脂未含浸
部分全体をバッグ基材で覆った後該バッグ基材で覆われ
た内部を真空状態にし、樹脂を注入して強化繊維基材の
樹脂未含浸部分に含浸させることを特徴とする、FRP
構造体の製造方法。 - 【請求項2】 前記樹脂未含浸部分上に樹脂拡散媒体を
配置した後樹脂未含浸部分全体をバッグ基材で覆う、請
求項1のFRP構造体の製造方法。 - 【請求項3】 前記樹脂拡散媒体と樹脂未含浸部分の強
化繊維基材との間に樹脂透過性の離型材を介装する、請
求項2のFRP構造体の製造方法。 - 【請求項4】 前記バッグ基材と前記樹脂未含浸部分周
囲のFRP構造体表面との間をシールする、請求項1〜
3のいずれかに記載のFRP構造体の製造方法。 - 【請求項5】 前記バッグ基材で覆われた内部を吸引に
より真空状態にし、前記樹脂未含浸部分に関して、該真
空吸引の位置と反対側の位置から樹脂を注入する、請求
項1〜4のいずれかに記載のFRP構造体の製造方法。
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- 1999-02-17 JP JP03875599A patent/JP3874228B2/ja not_active Expired - Fee Related
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