JP2007260925A - 繊維強化プラスチックの製造方法および繊維強化プラスチック並びにプリフォーム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】強化繊維基材の積層体とマトリックス樹脂の注入のための成形用副資材とをベース板上に凸形状部を有する賦形型の上に配置し、さらに該積層体および成形用副資材をラバーシートで覆い、該ラバーシートと賦形型との間の空間を密閉した後、該空間を真空吸引することにより、強化繊維基材積層体を賦形型のベース板と凸形状部の境界部分に達しないように賦形型に密着させて賦形し、賦形工程終了後、引き続きラバーシート内を真空吸引した状態において、マトリックス樹脂を密閉空間内に注入して強化繊維基材の積層体に含浸させることを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
【選択図】図1
Description
なお、図1に示す賦形型では、ベース板18と凸形状部1は、別体としているが、これらは一体であっても構わない。
図8に実施例1で用いた賦形および成形仕様の側面断面図を示す。
賦形型として凸形状部1が幅300mm、高さ150mm、長さ1000mmで、コーナーはR5mm加工がされている型を準備した。凸形状部1を配置するベース板18は、幅1000mm、長さ1500mm、厚み10mmの平板を準備し、凸形状部1をベース板18の中央に配置した。次に、引張強度が5.8GPa、引張弾性率が290GPaの炭素繊維糸条からなる炭素繊維目付が190g/m2の一方向ノンクリンプ織物基材を用いて、強化繊維基材積層体2を準備した。該強化繊維基材積層体2の積層構成は、[(45/0/−45/90)2] Sの16PLYの45°疑似等方積層構成とした。
積層体2は凸形状部1の中央に配置した。
分割型13を覆う箇所のシリコーンゴムシートを、分割型13の表面に配置しているシーラント14に密着させた。
マトリックス樹脂である180℃硬化型のエポキシ樹脂を70℃に保温した後、注入口4から注入した。
ブリード後、熱風炉の温度を上げて、マトリックス樹脂を130℃、2時間にて1次硬化させた。
得られた繊維強化プラスチックを目視により外観検査をした結果、若干微少なボイドがあるものの概ね良好なであった。
強化繊維基材として、実施例1で用いた一方向ノンクリンプ織物基材の上面に平均粒径が120μmでガラス転移温度が70℃の熱可塑性樹脂を含む粒子を27g/m2で均一に散布し、200℃の加熱によって織物表面に付着させた織物基材を用い、この織物基材を実施例1と同様に積層して積層体を準備した。
圧着積層体は、織物基材の表面に付着している熱可塑性樹脂を含む粒子が80℃に加熱された状態で、15mm間隔で配置された断面積が1mm2の圧子により加圧され、圧子の配列間隔に相当する15mm間隔で、織物基材層間が厚み方向に渡り接着し、層間が部分的に接着一体化している積層体であった。
実施例2と同じ圧着積層体を用いて、実施例2と同様に室温にて賦形を行った。
実施例2と同じ圧着積層体を用い、圧着積層体とシリコーンゴムシートの間に、厚み0.1mmの“テフロン”(登録商標)フィルムを配置した以外は、実施例3と同様に室温にて賦形を行った。
実施例1で用いたシリコーンゴムシートの代わりに、厚み1.5mm、引張破断歪み量400%のフッ素ゴムシートを用いた他は実施例2と同様に賦形と成形を行った。
賦形後の圧着積層体を実施例2と同様に観察した結果、皺は無く、良好に賦形していることを確認した。また、圧着積層体の端部は、プライドロップ形状を有していることが確認できた。プライドロップの幅は約5mmであり、圧着積層体の厚み3mmから求められる周長差とほぼ同等であることが確認した。
実施例1で用いた強化繊維基材積層体の形状を幅800mm、長さ800mmに変更した以外は実施例1と同様に賦形を行った。
実施例1で用いたシリコーンゴムシートの代わりに、実施例3で用いたナイロン製バギングフィルムを用いて賦形した以外は実施例1と同様に賦形を行った。ただしナイロン製バギングフィルムの形状は、真空吸引することにより、賦形型全体に密着するのに十分な大きさとした。
その結果、強化繊維基材積層体は凸形状に賦形されたが、バギングフィルムに皺が多数発生し、とりわけ凸形状部のR5mm加工のコーナー部に位置する積層体に皺が大きく発生した。真空吸引を中止して、バギングフィルムによる賦形を解放して、積層体を覆う部分のバギングフィルムに皺が発生しないようにバギングフィルムを伸ばして配置した後、再度真空吸引して、賦形を行った。
成形用副資材を配置しない以外は、実施例1と同様に賦形を行った。
成形用の副資材を配置しない以外は、実施例2と同様に賦形を行った。
用フィルムで密閉して、実施例1と同様にマトリックス樹脂を注入、ブリードを行った。
2:強化繊維基材積層体
3:ピールプライ
4:注入口
5:マトリックス樹脂注入用の樹脂流路用メディア
6:吸引口
7:マトリックス樹脂吸引用の樹脂流路用メディア
8:ラバーシート
9:シーラント
10:フィルム
11:賦形型のベース板と凸形状の境界部分
12:隙間
13:分割型
14:シーラント
15:上型
16:ボルト
17:プライドロップ
18:ベース板
H:プライドロップの幅
Claims (11)
- 強化繊維基材の積層体とマトリックス樹脂の注入のための成形用副資材とをベース板上に凸形状部を有する賦形型の上に配置し、さらに該積層体および成形用副資材をラバーシートで覆い、該ラバーシートと賦形型との間の空間を密閉した後、該空間を真空吸引することにより、積層体を賦形型に密着させて賦形する賦形工程において、前記強化繊維基材積層体は、凸形状部の上に真空吸引後に賦形型のベース板と凸形状部の境界部分に達しないように予め配置されており、賦形工程終了後、引き続きラバーシート内を真空吸引した状態において、マトリックス樹脂を密閉空間内に注入して強化繊維基材の積層体に含浸させることを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記ラバーシートと賦形型との間の空間を真空吸引した後に、該ラバーシートと賦形型との間に生じる隙間部分に、予め分割型を配置することを特徴とする請求項1に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- マトリックス樹脂を強化繊維基材積層体に含浸後、マトリックス樹脂の注入を止め、注入口および吸引口の両方から、マトリックス樹脂を吸引することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記ラバーシートの上に上型を配置し、該上型により該ラバーシートを加圧することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記ラバーシートの破断伸度が50%以上800%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記ラバーシートの上から該ラバーシート全体をバギング用フィルムで覆い、該バギング用フィルムで密閉された空間内を真空吸引することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 前記ラバーシートが、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、シリコーンゴム、およびフッ素ゴムから選ばれる少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
- 賦形後の強化繊維基材積層体の端部が、プライドロップ形状を有していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法によって得られたプリフォーム。
- 成形後の繊維強化プラスチックの端部が、プライドロップ形状を有していることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法によって得られた繊維強化プラスチック。
- 航空機用構造部材のプリフォームであることを特徴とする請求項8に記載のプリフォーム。
- 航空機用構造部材であることを特徴とする請求項9に記載の繊維強化プラスチック。
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