JP2005271247A - Ｆｒｐの補強・補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＦＲＰの補強・補修方法において、補強・補修を補修前の形状や機能を復元しつつ、かつ、実施する場所の自由度が高いと言う利点を維持した上で、接着強度を含む強度特性の向上と安定性を高めて、品質が保証できるＦＲＰの補強・補修方法を提供すること。
【解決手段】
本発明に係るＦＲＰの補強・補修方法は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程からなることを特徴とするＦＲＰの補強・補修方法である。
（Ａ）ＦＲＰ１の補強、補修が所望される欠陥部２の外表面に、接着層３を被覆する接着層被覆工程。
（Ｂ）接着層３の上に少なくとも強化繊維基材からなるプリフォーム４を配置するプリフォームセット工程。
（Ｃ）プリフォーム４に減圧吸引口６と樹脂注入口５とを接続し、少なくとも接着層とプリフォームの部分をバッグ材９で覆う密閉工程。
（Ｄ）バッグ材９で覆われて形成されたキャビテイ内を減圧し、樹脂注入口５から樹脂を注入してプリフォーム４内に樹脂を含浸させる樹脂含浸工程。
（Ｅ）注入した樹脂をキュアするキュア工程。
【選択図】図２

Description

本発明は、繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと言う。）を補強・補修する方法に関し、詳しくは、例えば表面割れ等の欠陥部を有するＦＲＰ上に、接着層を介して真空Resin Transfer Molding（以下、真空ＲＴＭと言う。）法によりＦＲＰ層を形成することにより、前記欠陥部を高強度・高品質化することが可能なＦＲＰの補強・補修方法に関する。

周知の通り、軽量で高強度な素材として、ＦＲＰ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。

ところで、ＦＲＰを製造または使用しているときに、ＦＲＰにクラック、表面割れ、層間剥離、打痕、樹脂の未含浸、ボイド、傷等の欠陥（以下、欠陥部と言う。）が生じた場合には、欠陥部への応力集中や剛性低下でＦＲＰの強度が低下するため、使用できなくなる場合がある。特に巨大なＦＲＰの場合には、多大な損失となる場合があるため、欠陥部が生じた場合でも、欠陥部が生じる前と同等以上の剛性・強度までＦＲＰを補強・補修して、再利用する必要がある。

ＦＲＰを補強・補修する技術としては、補強・補修が所望される部分をパテのような高粘度の高分子材料を塗布することで、き裂の進展を防止するか、あるいはき裂部の上に少なくとも強化繊維からなるプリフォームを積層して、ハンドレイアップ法などの大気開放下にて樹脂を含浸させて補強・補修する方法が一般的である。また、特に接着特性の悪い部材同士の場合には、特許文献１や特許文献２に記載のように、積層の前にプライマーとして接着剤を塗布する場合もある。

しかしながら、前記補修方法の場合は、補強・補修を実施する場所を選ばず自由度が高いという点で有利であるが、大気中に晒されながらプライマーや樹脂を塗り込むため、被補強・補修部位、接着層ならびにプリフォーム内にボイドが残り易く、かつ、プリフォームの繊維体積含有率が上がらずに強度が低くなるため、部材同士の界面で破壊するか、補強・補修で所定の強度が発現できないと言う問題があった。

前記ハンドレイアップ法は、作業者の技術力の差により、品質にばらつきが出やすいため品質の安定性が低く、補強・補修部分の強度にばらつきが出る可能性がある。また、通常、常温で補修するため、補修部分に高Ｔｇの性能が要求される場合には前記補強・補修方法では対応が困難であった。例えば航空機等に使用される部材のように、高強度・品質安定・高温特性等が要求されるような補強・補修には前記方法を適用することが難しいと言う問題があった。

また、補強効率を高めるために異形のプリフォーム（例えば、矩形、Ｃ型、Ｉ型、Ｌ型、Ｚ型、Ｔ型、またはハット型）で補強・補修したい場合は、前記従来技術では非常に高度な技能が必要であり、さらに寸法等に高精度が要求される場合には、成形自体が困難であると言う問題があった。加えて、例えば桁材などの補強部材の一部に亀裂などの欠陥部が生じた大型ＦＲＰにおいて、欠陥部を含む桁材の一部を除去して、その除去した部分に新たに元の桁材と同一の形状と特性をもつＦＲＰを挿入して補修したい場合などにも、前記従来技術を適用することが非常に難しいという問題があった。
特開１９９９−０３４６７７号公報（段落番号００１６） 特開１９９９−２７０１４７号公報（段落番号０００８）

本発明の課題は、ＦＲＰの補強・補修分野における前記従来技術の課題を解決し、補強・補修作業を補修前の形状や機能を復元しつつ実施できると共に、実施する場所の自由度が高いと言う利点を維持した上で、接着強度を含む強度特性の向上と安定性を高めて、品質が保証できるＦＲＰの補強・補修方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るＦＲＰの補強・補修方法は、少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程からなることを特徴とするＦＲＰの補強・補修方法である。

（Ａ）ＦＲＰの補強、補修が所望される欠陥部の外表面に、接着層を被覆する接着層被覆工程。

（Ｂ）接着層の上に少なくとも強化繊維基材からなるプリフォームを配置するプリフォームセット工程。

（Ｃ）プリフォームに減圧吸引口と樹脂注入口とを接続し、少なくとも接着層とプリフォームの部分をバッグ材で覆う密閉工程。

（Ｄ）バッグ材で覆われて形成されたキャビテイ内を減圧し、樹脂注入口から樹脂を注入してプリフォーム内に樹脂を含浸させる樹脂含浸工程。

（Ｅ）注入した樹脂をキュアするキュア工程。

ここで、前記接着層は、フィルム状、粉体状、液体状、またはゲル状のいずれかの樹脂材料であっても良い。

また、接着層の被覆工程（Ａ）の前に、少なくとも欠陥部を含むＦＲＰの一部を除去する欠陥部の除去工程を設けても良いし、接着層の被覆工程（Ａ）の前に、前記欠陥部または前記欠陥部の除去部分を、樹脂、パテ材、または、強化繊維基材からなるプリフォームを用いて補修する工程を設けることもできる。

また、前記密閉工程（Ｃ）において、前記接着層で被覆される部分以外には注入される脂が流出しないように、樹脂の流れ止めを設けてもよい。

前記固化工程において、プリフォームの温度を５０℃〜２００℃に加熱しても良いし、前記注入工程において、プリフォームの温度を５０℃〜１００℃に加熱しても良い。前記プリフォームの加熱手段としては、局所加熱装置を利用しても良いし、加熱炉を利用しても良い。

前記繊維強化基材は少なくとも炭素繊維で構成されていても良いし、前記ＦＲＰ部材が炭素繊維で形成されるＣＦＲＰであっても良い。

前記注入樹脂の粘度は前記注入温度で、１０〜１５００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、前記プリフォーム内に樹脂拡散媒体を含むこともできる。

また、航空機、自動車、もしくは船舶の輸送機器における一次構造部材、二次構造部材、外装部材、内装部材またはそれらの部品として用いられているＦＲＰ構造体を補強・補修することも可能である。

本発明に係るＦＲＰの補修・補強方法によれば、ＦＲＰの補強・補修が所望される部位に接着層を被覆して、その上で少なくとも強化繊維基材からなるプリフォームを真空ＲＴＭ成形方法で成形するので、補強・補修を補修前の形状や機能を復元しつつ実現できるとともに、補強・補修部材の接着強度を含む強度特性に優れ、かつその安定性が高いＦＲＰの補強・補修を行うことができる。

以下、本発明の最良の実施の形態を一実施例の図面を参照しながら工程順に説明する。

図１はＦＲＰ１の欠陥部２を補強・補修する方法の斜視図であり、図２は図１の補強・補修装置のＡ−Ａ断面の矢視図である。
（Ａ）接着層３の被覆工程
まず、第２図に示すように、ＦＲＰ１の欠陥部２に対して、少なくとも欠陥部２の領域の外表面に接着層３を被覆する。接着層３としては、ＦＲＰ１と補強・補修部材としてのプリフォーム４の接着強度を向上できる樹脂材料であれば特に限定されず、後述の含浸工程において注入される樹脂と同系の樹脂を含むことが接着強度を向上させる点から好ましい。接着層３の形態は、被塗布面に充分保持されれば特に限定されるものでは無いが、例えば、粉体状、液状、ゲル状、フィルム状の樹脂材料のいずれを用いても良い。厚みを均一化して接着強度を保証する点からは、フィルム状接着剤を用いることが好ましい。

接着層３を被覆する領域は、ＦＲＰ１の欠陥部２を含む面内方向、面外方向の全ての外表面である。例えば、欠陥部２が層間クラックなどの内部欠陥の場合は、その領域の外表面を含むものである。

また、接着層３を被覆する面積は、強度・剛性計算による補強設計によって決定されるが、応力集中を分散させるためには、少なくとも欠陥部２より大きくすることが好ましい。また、ＦＲＰ１とプリフォーム４の接着強度を高めるためには、接着層３を被覆する前にＦＲＰ１の被接着表面を研磨することが好ましい。

また、本工程の前に、ＦＲＰ１の欠陥部２を含む領域を部分的に除去する欠陥部の除去工程を設けることも本発明の一態様である。例えば、欠陥部２が大きい場合や、または数が多く存在する場合には、ＦＲＰ１上に補強部材を成形するだけでは十分な補強を行うことが困難であるし、また、補強部材が過大になりＦＲＰ１の重量が大幅に増加することがあるため、かかる工程は特に有効である。

また、例えば欠陥部２がへこみや割れなど凹状の場合には、ＦＲＰ１とプリフォーム４の接着強度を向上させるために、欠陥部２を例えば高粘度の樹脂、接着剤、またはパテ材などで充填させるか、あるいは、欠陥部２に欠陥発生前と機能的に同等の強化繊維基材からなるプリフォームを配置してもよい。該プリフォームには樹脂を予め含浸させても良いし、後述の含浸工程で樹脂を同時に含浸させても良い。
（Ｂ）プリフォーム４のセット工程
次に、図２に示すように、接着層３上に少なくとも強化繊維からなる所望の形状をしたプリフォーム４をセットする。プリフォーム４の断面形状は、欠陥部２の存在により生じたＦＲＰ１の剛性低下分を、充分に補剛しうる断面形状とすることが好ましく、例えば、矩形、Ｃ型、Ｉ型、Ｌ型、Ｚ型、Ｔ型、またはハット型にしても良い。また、樹脂を素早くプリフォーム内に流動させる必要性から、プリフォーム４上に離型性のあるピールプライ１３と樹脂拡散媒体１４を配置することが好ましい。ピールプライ１３は、硬化後に樹脂拡散媒体１４が容易に離型できれば特に材質を限定するものではないが、例えばナイロン製織布を使用することが好ましい。樹脂拡散媒体１４としては、樹脂流動抵抗がプリフォーム４より低ければ特に限定するものではないが、例えば網目状のシートや樹脂流路としての溝を付けた平板を使用することが好ましい。なお、強化繊維は特に限定するものではないが、たとえば、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維、金属繊維、セラミック繊維、これらの組合わせなどを使用することができる。本発明における高強度、高品質の補強・補修方法を提供できる特徴から、プリフォーム４の強化繊維に炭素繊維を用いても良いし、ＦＲＰ１が炭素繊維で構成されるＣＦＲＰであっても良い。
（Ｃ）密閉工程
次に、プリフォーム４に樹脂を注入する注入口５とプリフォーム４を減圧する吸引口６とを配置し、接続する。具体的には、図２に示すように、樹脂拡散媒体１４の左側に樹脂の注入口５を配置する。樹脂の注入口５は、プリフォーム４の幅方向（第２図の紙面に対して垂直方向）に樹脂が拡散しやすいようにＦＲＰ１方向に開口している型材を使用することが好ましく、例えばアルミニューム製のＣチャンネルを使用することができる。樹脂ポット１０は樹脂注入口５の近くに設置して、注入ライン２１で注入口５と連通させる。樹脂ポット１０は、補強・補修を実施する場所を選ばず自由度が高いと言う本発明の特徴を発揮させるために、移動式にすることが好ましい。

一方、プリフォーム４の右側は、吸引口６を配置して、例えば有機繊維の不織布からなる通気材料３１を介してプリフォーム４と連通させる。この減圧吸引口６は減圧吸引ライン２２で真空トラップ７を経由して真空ポンプ８と連通させる。真空トラップ７や真空ポンプ８は、前記樹脂ポット１０と同様に移動式とすることが好ましい。減圧吸引口６も、前記の注入口４と同様に下部が開口しているものを用いる。

次に、少なくとも前記工程まででセットした補強・補修部全体を含む周囲にシーラント１１を配置して、バッグ材９で全体を覆う。シーラント１１はＦＲＰ１上に直接配置しても良いし、ＦＲＰを配置した成形型の上に配置しても良い。マトリックス樹脂は、プリフォーム以外の領域に含浸する場合があるため、密閉する領域は小さい方が好ましく、シーラント１１はＦＲＰ１上に直接配置することが好ましい。シーラント１１を配置するＦＲＰ１の表面は、表面凹凸による隙間からの空気のリークを防止するために、充分に研磨することが好ましい。バッグ材９は気密性、可撓性の高い材料で、例えば、フィルム材を使用すると良い。

また、例えば密閉する領域が広範囲になる場合には、マトリックス樹脂がプリフォーム４以外のＦＲＰ１上に含浸することを防止するために、樹脂の注入口５と減圧吸引口６を含むプリフォーム４の周囲に樹脂の流れ止めを配置することがより好ましい。樹脂の流れ止めとしては、例えばシーラント用のテープ材を使用することができる。
（Ｄ）マトリックス樹脂の含浸工程
次に、吸引側のバルブ１２ｂを開き、減圧吸引口６よりバッグ内を減圧する。成形体内に空気を残存させないためには、２０ｔｏｒｒ以下まで減圧することが好ましい。本発明では、バッグ内を減圧することにより、補強・補修部位やプリフォーム４内の空気の残存が極めて少なくなるために、補強・補修部位にボイドによる強度低下が極めて少ない補強・補修が可能となる。

次に注入側のバルブ１２ａを開放して、樹脂ポット１０内の樹脂が、大気圧とプリフォーム４内の真空度の差圧により樹脂注入口５から流入して、樹脂注入口５内をプリフォームの幅方向に充填した後、樹脂拡散媒体１４に拡散し、プリフォーム４内に含浸する。

本工程においては、必要に応じて、樹脂の粘度を下げるためにプリフォーム４の温度を５０℃〜１００℃に加熱しても良い。加熱手段としては、例えば赤外線ヒータなどの局所加熱装置１５を利用して、補強・補修部位のみを局所的に加熱しても良いし、ＦＲＰ１を加熱炉に入れられる環境があれば、加熱炉で加熱した方が、全体を均一に加熱出来るため好ましい。なお、使用する樹脂としては、エポキシ、不飽和ポリエステル、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、コストの面で好ましく、樹脂の流動性を考慮すると、注入樹脂の粘度は前記注入温度で１０〜１５００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
（Ｆ）マトリックス樹脂のキュア工程
プリフォーム４への樹脂含浸が完了したら、注入側のバルブ１２ａを閉鎖する。吸引側のバルブ１２ｂについては、揮発性のガスを抜きたい場合や充分に減圧して成形体の繊維体積含有率を上げたい場合には開放させたままで良いが、表面の平滑性が必要な場合は過剰に樹脂が吸引されないように閉止しても良い。次に、必要に応じて成形部の温度を硬化温度まで上げて、成形体を固化させる。なお、本工程においては、耐熱性が必要なＦＲＰ１の補強・補修等で、樹脂のＴｇを上げる必要がある場合等は、注入工程と同様にプリフォーム４の温度を８０℃〜２００℃に加熱することが好ましい。

樹脂のキュアが完了した後、バッグ材と副資材を除去することにより、ＦＲＰ１に所定の強度特性を持つ補強・補修部材４が共に強固に接着された部材が得られる。

また、本発明に係るＦＲＰの補強・補修方法においては、硬化時に補強・補修部材であるプリフォーム４に、バッグ内の真空圧とバッグ外の大気圧の差圧が負荷されているため、ハンドレイアップ法等に比較して、繊維含有率を高く安定させて、強度物性を高く安定させることが可能となる。

以上が発明を実施するための最良の形態であるが、その変形例について第３図と第４図を用いて説明する。

図３は、図１のＦＲＰ部材のＢ−Ｂ断面の矢視図、図４は図３の部材を補強・補修する装置の縦断面図であり、前記接着層の被覆工程（Ａ）の前に、ＦＲＰ１の少なくとも欠陥部２を含む部位を除去してから、補強・補修を実施する形態の変形例である。

これらの変形例は、図３に示すようなＦＲＰ１に桁材５１が付いている場合等に好適である。例えば、桁材５１の一部に欠陥部２がある場合に、欠陥部２を含む桁材５１を任意長さの除去領域１０１の範囲で除去して、その部分に、形状または機能が欠陥発生前と同等であるプリフォームを用いて、図４に示すように本発明に係る補強・補修方法にて補強部材を形成することが可能である。また、加えて、前記補強部材を形成後に、桁材と前記補強部材（桁材）を力学的につなぐ補強・補修部材を、本発明に係る補強・補修方法にて形成することも本発明の実施の形態の１つである。

本発明により、すなわち、ＦＲＰ１の補強・補修が所望される部位に接着層３を被覆して、その上で少なくとも強化繊維基材からなるプリフォーム４を真空ＲＴＭ成形方法で補強することによって、補強・補修部材の接着強度を含む強度特性に優れ、かつ、その安定性が高いＦＲＰの補強・補修を行うことが可能となった。

以下、本発明の一実施例について説明する。

実施例１
第２図に示すように、東レ株式会社製一方向炭素繊維織物（“トレカ”Ｔ８００Ｓ×１９０ｇ／ｍ²目付）と東レ株式会社製エポキシ樹脂ＴＲ−Ａ３６からなる１０００ｍｍ×５００ｍｍ×５ｍｍｔのＦＲＰ１の表面に、長さ５０ｍｍ×幅２ｍｍ×深さ１ｍｍの欠陥部２（鋭利な突起物で付いた傷）が生じた。

前記欠陥部２を前記エポキシ樹脂で充填させ、硬化させた後、欠陥部２を含む１５０ｍｍ×１００ｍｍの領域を＃２４０のサンディングペーパで研磨した。研磨部を脱脂した後、エポキシ系フィルム接着剤３（ＦＭ３００−‘２）を同面積に被覆した。

次に、接着剤３上に東レ株式会社製一方向炭素繊維織物（“トレカ”Ｔ８００Ｓ×１９０ｇ／ｍ²目付）を８ｐｌｙ積層したプリフォーム４をセットした。プリフォーム４の端部は、応力集中を分散させる目的で５ｍｍずつずらしたテーパ形状となっている。次に、プリフォーム４上に離型性のあるピールプライ１３（ナイロン製のタフタ）と樹脂拡散媒体１４として＃４００メッシュのポリプロピレン製網状体を配置した。また、樹脂拡散媒体１４の左側にアルミ製のＣチャンネル材の開口部を下にした樹脂の注入口５を配置した。樹脂ポット１０は樹脂注入口５の近くに設置して、ナイロン製の内径φ６ｍｍの注入チューブ２１で連通させた。

一方、右側には、左端部をプリフォーム４と繋いでポリエステル系不織布を通気材料２３として配置し、通気材料２３の右側にアルミ製のＣチャンネル材の開口部を下にした減圧吸引口６を配置した。減圧吸引口６はナイロン製の内径φ６ｍｍのチューブを使用した減圧吸引ライン２２で真空トラップ７と真空ポンプ８と連通させた。

次に、前記工程まででセットしたプリフォーム４の周りを表面凹凸による隙間からの空気のリークを防止するために、＃４００のサンドペーパで充分に研磨した後、シーラント１１を配置して、バッグ材９としてナイロン製フィルムで全体を覆った。

次に吸引側のバルブ１２ｂを開き、減圧吸引口６よりバッグ内を５ｔｏｒｒまで減圧した。その後、局所加熱装置１５としての赤外線ヒータによりプリフォーム４を６０℃に局部加熱した後、次に注入側のバルブ１２ａを開放して、樹脂ポット１０内の樹脂ＴＲ−Ａ３６が、大気圧とプリフォーム４内の真空度の差圧により樹脂注入口５から流入して、樹脂注入口５内をプリフォームの幅方向に充填した後、樹脂拡散媒体１４に拡散し、プリフォーム４内に含浸した。

プリフォーム４への樹脂含浸が完了した段階で、注入側のバルブ１２ａを閉鎖した。吸引側のバルブ１２ｂは余分な樹脂を抜くために１時間開放しておき、その後閉止した。次に、プリフォーム４の温度を１３０℃まで上昇させて、成形体を固化させた。樹脂のキュアが完了した後、バッグ材９と副資材を除去して、さらに１８０℃に上げてアフターキュアした。

以上の結果、ＦＲＰ１に繊維含有率が５６％で所定の強度特性を持った補強・補修部材４が共に強固に接着された部材が得られた。

実施例２
第３図に示すように、東レ株式会社製一方向炭素繊維織物（“トレカ”Ｔ８００Ｓ×１９０ｇ／ｍ²目付）と東レ株式会社製エポキシ樹脂ＴＲ−Ａ３６からなるＩ型ストリンガー付きのＦＲＰ１のストリンガーの内部に、複数の欠陥部２（衝撃による層間剥離）が生じた。

前記欠陥部２を含むストリンガーの任意領域１０１をダイヤモンドカッターにて切除した。切除した部分を＃２４０のサンディングペーパで研磨、脱脂した後、エポキシ系フィルム接着剤３（ＦＭ３００−‘２）を被覆した。次に、切除した部分と形状・機能が同等の東レ株式会社製一方向炭素繊維織物（“トレカ”Ｔ８００Ｓ×１９０ｇ／ｍ²目付）からなるＩ型ストリンガープリフォームを接着剤上にセットした。加えて、プリフォームとストリンガーを接続するために、Ｉ型ストリンガーの切除面から１００ｍｍ長の部分と、プリフォームの端面から１００ｍｍ長の部分に、前述と同様の方法で、フィルム接着剤を被覆して、前記炭素繊維織物からなる平板状のプリフォームを、前記接着剤の上に設置した。

次に、プリフォーム４上に離型性のあるピールプライ１３（ナイロン製のタフタ）と樹脂拡散媒体１４として＃４００メッシュのポリプロピレン製網状体を配置した。ストリンガーの腹部には、ストリンガーを高精度に形成するための成形ツール６１を配置した。

次に樹脂拡散媒体１４上にアルミ製のＣチャンネル材の開口部を下にした樹脂の注入口５を配置した。樹脂ポット１０は樹脂注入口５の近くに設置して、ナイロン製の内径φ６ｍｍの注入チューブ２１で連通させた。一方、ストリンガーの上部には、平滑面を出すためのプレッシャープレート６２とアルミ製のＣチャンネル材の開口部を下にした減圧吸引口６を配置した。減圧吸引口６はナイロン製の内径φ６ｍｍのチューブを使用した減圧吸引ライン２２で真空トラップ７と真空ポンプ８と連通させた。

次に、前記工程まででセットしたプリフォーム４の周りに、シーラント１１を配置して、バッグ材９としてナイロン製フィルムで全体を覆った。

次に吸引側のバルブ１２ｂを開き、減圧吸引口６よりバッグ内を５ｔｏｒｒまで減圧した。その後、ＦＲＰ１を循環熱風加熱式のオーブンの中にいれ、プリフォーム４を６０℃に加熱した後、次に注入側のバルブ１２ａを開放して、樹脂ポット１０内の樹脂ＴＲ−Ａ３６が、大気圧とプリフォーム４内の真空度の差圧により樹脂注入口５から流入して、樹脂拡散媒体１４に拡散し、プリフォーム４内に含浸した。

プリフォーム４への樹脂含浸が完了したら、注入側のバルブ１２ａを閉鎖した。吸引側のバルブ１２ｂは余分な樹脂を抜くために１時間開放しておき、その後閉止した。次に、プリフォーム４の温度を１３０℃まで上昇させて、成形体を固化させた。樹脂のキュアが完了した後、バッグ材９と副資材を除去して、さらに１８０℃に上げてアフターキュアした。

以上の結果、元のストリンガー付きＦＲＰ１と同等の強度と機能を有するＦＲＰが得られた。

本発明は、航空機、自動車、もしくは船舶の輸送機器におけるＦＲＰ構造体の補強・補修に適用することがより特徴を発揮できる点から好ましいが、その他、産業用途、スポーツ用途など、広範囲なＦＲＰの補強・補修にも適用可能である。

本発明の一実施態様に係るＦＲＰの欠陥部を補強・補修する方法の斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面の矢視図である。 図１のＢ−Ｂ断面の矢視図である。 図２の変形例に係るＦＲＰの補強・補修方法を示す装置の断面図である。

符号の説明

１：ＦＲＰ
２：欠陥部
３：接着層
４：プリフォーム（補強・補修部材）
５：注入口
６：吸引口
７：真空トラップ
８：真空ポンプ
９：バッグ材
１０：樹脂ポット
１１：シーラント
１２ａ：バルブ（注入側）
１２ｂ：バルブ（吸引側）
１３：ピールプライ
１４：樹脂拡散媒体
１５：局所加熱装置
２１：注入ライン
２２：吸引ライン
３１：通気材料
５１：桁材
６１：成形ツール
６２：プレッシャープレート
１０１：切除領域

Claims (14)

1. 少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程からなることを特徴とするＦＲＰの補強・補修方法。
   （Ａ）ＦＲＰの補強、補修が所望される欠陥部の外表面に、接着層を被覆する接着層被覆工程。
   （Ｂ）接着層の上に少なくとも強化繊維基材からなるプリフォームを配置するプリフォームセット工程。
   （Ｃ）プリフォームに減圧吸引口と樹脂注入口とを接続し、少なくとも接着層とプリフォームの部分をバッグ材で覆う密閉工程。
   （Ｄ）バッグ材で覆われて形成されたキャビテイ内を減圧し、樹脂注入口から樹脂を注入してプリフォーム内に樹脂を含浸させる樹脂含浸工程。
   （Ｅ）注入した樹脂をキュアするキュア工程。
2. 接着層が、フィルム状、粉体状、液体状、またはゲル状の樹脂材料であることを特徴とする請求項１に記載のＦＲＰの補強・補修方法。
3. 接着層の被覆工程（Ａ）の前に、少なくとも欠陥部を含むＦＲＰの一部を除去する欠陥部除去工程を設けることを特徴とする請求項１または２に記載のＦＲＰの補強・補修方法。
4. 接着層の被覆工程（Ａ）の前に、欠陥部または欠陥部の除去部分を、樹脂、パテ材、または強化繊維基材からなるプリフォームを用いて補修する工程を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
5. 密閉工程（Ｃ）において、接着層で被覆される部分以外には注入される脂が流出しないように、樹脂の流れ止めを設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
6. キュア工程（Ｅ）において、プリフォームの温度を５０℃〜２００℃の範囲に加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
7. 含浸工程（Ｄ）において、プリフォームの温度を５０℃〜１００℃の範囲に加熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
8. プリフォームの加熱装置として、局所加熱装置を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
9. プリフォームの加熱装置として、加熱炉を利用することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
10. 繊維強化基材として、炭素繊維を用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
11. ＦＲＰは、強化繊維が少なくとも炭素繊維で形成されるＣＦＲＰであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
12. 注入樹脂の粘度として、注入温度で１０〜１５００ｍＰａ・ｓのものを用いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
13. 密閉工程（Ｃ）において、プリフォーム上に少なくとも樹脂拡散媒体を配置することを特徴とする請求項に１〜１２のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。
14. 航空機、自動車もしくは船舶の輸送機器における一次構造部材、二次構造部材、外装部材、内装部材またはそれらの部品として用いられているＦＲＰ構造体を補強・補修することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のＦＲＰの補強・補修方法。

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