JP2008162154A - Manufacturing method of fiber-reinforced plastics, resin for fiber-reinforced plastics and fiber-reinforced plastics - Google Patents

Manufacturing method of fiber-reinforced plastics, resin for fiber-reinforced plastics and fiber-reinforced plastics Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin, for fiber-reinforced plastics, which can reduce the incidence of voids generated in a reinforcing fiber cloth impregnated with the resin by effectively deaerating inside the reinforcing fiber cloth. <P>SOLUTION: The resin 10 for fiber-reinforced plastics includes at least, an uncured heat-curable resin 11 with which the reinforcing fiber cloth is impregnated, as a main material. The resin 10 possesses the dilatancy property at less than the specified temperature Tc, in the "uncured" state of the heat-curable resin 11. However, the resin 10 indicates at least, the thixotropicity at the specified temperature Tc or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、繊維に樹脂を含浸させた繊維強化プラスチックの製造方法、繊維強化プラスチック用樹脂、及び繊維強化プラスチックに係り、特に、前記樹脂に熱硬化性樹脂を用いた繊維強化プラスチックの製造方法、繊維強化プラスチック用樹脂、及び繊維強化プラスチックに関する。   The present invention relates to a method for producing a fiber reinforced plastic in which a fiber is impregnated with a resin, a resin for fiber reinforced plastic, and a fiber reinforced plastic, and in particular, a method for producing a fiber reinforced plastic using a thermosetting resin as the resin, The present invention relates to a fiber reinforced plastic resin and a fiber reinforced plastic.

従来から、強化繊維とマトリクス樹脂(樹脂)からなる繊維強化プラスチック(FRP)は、金属材に比べて軽量であり、かつ、強化繊維を含むため樹脂材料に比べて機械的強度及び弾性率が高いことから、航空機、自動車、鉄道車両、船舶などの多くの分野で利用されている。特に、熱硬化性樹脂を用いた繊維強化プラスチック場合には、熱可塑性樹脂を用いたものに比べて、機械的特性に優れたものが多いため、構造用部材として利用されることが多い。   Conventionally, fiber reinforced plastics (FRP) made of reinforced fibers and matrix resin (resin) are lighter than metal materials, and contain reinforced fibers and thus have higher mechanical strength and elastic modulus than resin materials. Therefore, it is used in many fields such as aircraft, automobiles, railway vehicles, and ships. In particular, fiber-reinforced plastics using thermosetting resins are often used as structural members because many of them are superior in mechanical properties compared to those using thermoplastic resins.

前記繊維強化プラスチックは、強化繊維に対して未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させて、該含浸させた熱硬化性樹脂を加熱して硬化させることにより製造することができる。このような製造方法の一例として、RFI(レジンフィルムインフュージョン)法と呼ばれる製造方法が提案されている(特許文献1参照)。具体的には、該製造方法は、未硬化のフィルム状の熱硬化性樹脂と強化繊維布とを成形型に積層して配置する工程と、熱硬化性樹脂及び強化繊維布に対して密閉空間を形成すべくバックフィルムを覆う工程と、成形型とバックフィルムにより形成された前記密閉空間に対して吸引装置により真空引きを行う工程と、真空引きした空間内の強化繊維布に熱硬化性樹脂を加熱することにより樹脂を含浸させる工程と、含浸後の未硬化の熱硬化性樹脂を樹脂が硬化する温度条件でさらに加熱することにより前記樹脂を硬化させる工程と、を少なくとも含んでいる。   The fiber reinforced plastic can be produced by impregnating a reinforcing fiber with an uncured thermosetting resin and heating and curing the impregnated thermosetting resin. As an example of such a manufacturing method, a manufacturing method called an RFI (resin film infusion) method has been proposed (see Patent Document 1). Specifically, the manufacturing method includes a step of laminating an uncured film-like thermosetting resin and a reinforcing fiber cloth on a mold, and a sealed space with respect to the thermosetting resin and the reinforcing fiber cloth. A step of covering the back film to form a film, a step of evacuating the sealed space formed by the mold and the back film with a suction device, and a thermosetting resin on the reinforcing fiber cloth in the evacuated space At least a step of impregnating the resin by heating and a step of further curing the resin by further heating the uncured thermosetting resin after the impregnation under a temperature condition at which the resin is cured.

このように、繊維強化プラスチックを製造する方法は、フィルム状の熱硬化性樹脂を用いるので、例えば、積層された強化繊維布が配置された成形内に低粘度の液状の熱硬化性樹脂を注入して繊維強化プラスチックを製造するRTM(レジントランスファーモールディング)法などの方法に比べて、廃棄する樹脂もなく、作業現場の汚れ、樹脂調合などの手間も少ないので、安価かつ好適に繊維強化プラスチックを製造することができる。
特開2003−11231号公報
As described above, since the method for producing fiber reinforced plastic uses a film-like thermosetting resin, for example, a low-viscosity liquid thermosetting resin is injected into a molding in which laminated reinforcing fiber cloths are arranged. Compared to the RTM (resin transfer molding) method for manufacturing fiber reinforced plastics, there is no resin to be discarded, and there is less labor for soiling and resin preparation at the work site. Can be manufactured.
JP 2003-11231 A

しかし、前記RFI法により製造した繊維強化プラスチックは、未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させる前に、該樹脂の一部が強化繊維布に含浸してしまうことがあり、この結果として、繊維強化プラスチック内部に複数のボイド(空孔)が形成され、繊維強化プラスチックの機械的強度を低下させるおそれがあった。   However, the fiber reinforced plastic produced by the RFI method may impregnate the reinforcing fiber cloth with a part of the resin before impregnating the uncured thermosetting resin. A plurality of voids (holes) are formed inside the plastic, which may reduce the mechanical strength of the fiber-reinforced plastic.

具体的には、図8(a)に示すように、真空引きする工程において強化繊維布20内のエアが吸引される際には、強化繊維布20の繊維の流れに沿って(図中の白抜き矢印に沿って)形成された繊維間の隙間が、脱気経路として作用する。しかし、吸引時に未硬化の熱硬化性樹脂の一部70aが吸引力により流動して強化繊維布20に含浸することがあり、該樹脂の含浸により、脱気経路の一部を閉塞することがある。この場合には、該脱気経路の閉塞により、強化繊維布20内のエアは完全に脱気されず残留してしまうことがある。このような残留したエアにより、図8(b)に示すように、複数のボイドBが、硬化した樹脂71及び強化繊維布20内に形成されることになる。   Specifically, as shown in FIG. 8A, when the air in the reinforcing fiber cloth 20 is sucked in the evacuation step, along the flow of the fibers of the reinforcing fiber cloth 20 (in the drawing, The gap between the fibers formed (along the white arrow) acts as a degassing path. However, a portion 70a of the uncured thermosetting resin may flow due to the suction force and impregnate the reinforcing fiber cloth 20 during suction, and the impregnation of the resin may block a part of the deaeration path. is there. In this case, the air in the reinforcing fiber cloth 20 may remain without being completely deaerated due to the blockage of the deaeration path. Due to such remaining air, a plurality of voids B are formed in the cured resin 71 and the reinforcing fiber cloth 20 as shown in FIG.

また、未硬化のフィルム状の熱硬化性樹脂と強化繊維布とを成形型に積層する際に、熱硬化性樹脂から強化繊維布に向かって、作業者によりわずかに加圧されることがある。このような加圧により熱硬化性樹脂の分子の方向が揃ってしまい、該樹脂は加圧方向に流動し易くなり、その樹脂の一部が強化繊維布に含浸してしまうことがある。この結果、前記と同様に、強化繊維布の繊維隙間に形成された脱気経路の一部が樹脂の一部により閉塞されてしまい、繊維強化プラスチック内にボイドが形成されることになる。   Further, when the uncured film-like thermosetting resin and the reinforcing fiber cloth are laminated on the mold, the operator may be slightly pressurized from the thermosetting resin toward the reinforcing fiber cloth. . Such pressurization aligns the directions of the molecules of the thermosetting resin, the resin tends to flow in the pressurization direction, and a part of the resin may impregnate the reinforcing fiber cloth. As a result, as described above, a part of the degassing path formed in the fiber gap of the reinforcing fiber cloth is blocked by a part of the resin, and a void is formed in the fiber reinforced plastic.

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、強化繊維布内のエアを効率良く脱気することにより、樹脂が含浸された強化繊維布内におけるボイドの発生を低減することができる繊維強化プラスチックの製造方法、繊維強化プラスチック用樹脂、及び繊維強化プラスチックを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems. The object of the present invention is to efficiently deaerate the air in the reinforcing fiber cloth so that the voids in the reinforcing fiber cloth impregnated with the resin are removed. An object of the present invention is to provide a fiber reinforced plastic manufacturing method, a fiber reinforced plastic resin, and a fiber reinforced plastic capable of reducing the generation.

前記課題を解決すべく、本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法は、未硬化の熱硬化性樹脂を少なくとも主材として含む樹脂と、強化繊維布と、を成形型内に配置する工程と、前記強化繊維布及び前記樹脂に対してバックフィルムを覆う工程と、前記成形型と前記バックフィルムにより形成された空間に対して真空引きを行う工程と、前記樹脂を加熱することにより、前記真空引きした空間内の前記強化繊維布に前記樹脂を含浸させる工程と、前記含浸後の樹脂をさらに前記樹脂が硬化する温度条件で加熱することにより硬化させる工程と、を少なくとも含む繊維強化プラスチックの製造方法であって、前記製造方法は、前記樹脂として、所定の温度未満ではダイラタンシー特性を有し、かつ、前記所定の温度以上では少なくともチクソトロピー特性を有する樹脂を用い、前記配置工程から前記真空引きの工程を、少なくとも前記所定の温度未満の温度条件下で行い、前記含浸工程において、前記加熱を、前記樹脂を前記所定の温度以上、かつ、前記樹脂の熱硬化が開始する温度未満の温度条件下で行うことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a method for producing a fiber-reinforced plastic according to the present invention includes a step of placing a resin containing at least an uncured thermosetting resin as a main material and a reinforcing fiber cloth in a mold, A step of covering the reinforcing fiber cloth and the resin with a back film; a step of evacuating the space formed by the mold and the back film; and heating the resin to evacuate the vacuum. A method for producing a fiber reinforced plastic comprising at least a step of impregnating the resin into the reinforcing fiber cloth in the space, and a step of curing the resin after the impregnation by heating under a temperature condition at which the resin is further cured. In the manufacturing method, the resin has a dilatancy characteristic at a temperature lower than a predetermined temperature, and at least a chimney at a temperature higher than the predetermined temperature. Using a resin having a tropic property, performing the evacuation step from the placement step at least under a temperature condition lower than the predetermined temperature, and in the impregnation step, the heating is performed at a temperature equal to or higher than the predetermined temperature. And it is performed under temperature conditions below the temperature which the thermosetting of the said resin starts.

本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法によれば、前記配置工程、バックフィルムを覆う工程を、少なくとも室温から所定の温度未満の温度条件で行うことにより、前記樹脂は、ダイラタンシー特性を有することになり、作業者により樹脂が加圧された場合であっても、強化繊維布に前記樹脂の一部が含浸することを低減することができる。さらに、真空引き工程も同様に前記所定の温度未満の温度条件で行うので、前記樹脂の一部が強化繊維布に含浸することを低減することができる。このような結果、前記真空引き時に、強化繊維布の繊維間の脱気経路が閉塞されることは殆どないので、熱硬化性樹脂及び強化繊維布内にエアが残留することを低減することできる。さらに、樹脂を含浸させる工程において、前記所定の温度以上の温度条件でかつ少なくとも前記樹脂の熱硬化が開始する温度未満の温度条件で、前記樹脂を加熱することにより、前記樹脂は、チクソトロピー特性を有することになり、強化繊維布内に前記樹脂を確実に含浸することができる。この結果、繊維強化プラスチック内に形成されるボイドを低減することができる。   According to the method for producing a fiber reinforced plastic according to the present invention, the resin has dilatancy characteristics by performing the placement step and the step of covering the back film under a temperature condition of at least room temperature to a predetermined temperature. Thus, even when the resin is pressurized by the operator, it is possible to reduce the impregnation of a part of the resin into the reinforcing fiber cloth. Furthermore, since the evacuation step is similarly performed under a temperature condition lower than the predetermined temperature, it is possible to reduce the impregnation of the reinforcing fiber cloth with a part of the resin. As a result, since the deaeration path between the fibers of the reinforcing fiber cloth is hardly blocked during the evacuation, it is possible to reduce the remaining air in the thermosetting resin and the reinforcing fiber cloth. . Furthermore, in the step of impregnating the resin, the resin has thixotropic characteristics by heating the resin under a temperature condition equal to or higher than the predetermined temperature and at least a temperature condition lower than a temperature at which the thermosetting of the resin starts. Thus, the resin can be reliably impregnated into the reinforcing fiber cloth. As a result, voids formed in the fiber reinforced plastic can be reduced.

ここで、本発明にいう「ダイラタンシー特性を有した樹脂」とは、樹脂に応力が作用した際にダイラタンシー挙動を発現する樹脂のことであり、具体的には、樹脂に作用するせん断速度を増加させるに従って、該樹脂のせん断応力の増加率が増加し、その結果、同じせん断速度であっても、ニュートン流体に比べて高い粘性を示す(みかけの粘性率が増加する)性質を有した樹脂のことをいう。なお、前記ダイラタンシーは逆チクソトロピーとも呼ばれる。   Here, the “resin having a dilatancy characteristic” in the present invention is a resin that exhibits a dilatancy behavior when stress is applied to the resin. Specifically, the shear rate acting on the resin is increased. As a result, the rate of increase in the shear stress of the resin increases. As a result, even when the shear rate is the same, the viscosity of the resin that exhibits higher viscosity than the Newtonian fluid (increases the apparent viscosity) is increased. That means. The dilatancy is also called reverse thixotropy.

また、本発明にいう「チクソトロピー特性を有した樹脂」とは、樹脂に応力が作用した際にチクソトロピック挙動を発現する樹脂のことであり、具体的には、樹脂に作用するせん断速度を増加させるに従って、該樹脂のせん断応力の増加率が減少し、その結果、同じせん断速度であっても、ニュートン流体に比べて低い粘性を示す(みかけの粘性率が減少する)性質を有した樹脂のことをいう。   In addition, the “resin having thixotropic characteristics” in the present invention is a resin that exhibits thixotropic behavior when stress is applied to the resin. Specifically, the shear rate acting on the resin is increased. As a result, the increase rate of the shear stress of the resin decreases, and as a result, the resin having the property of exhibiting a lower viscosity than the Newtonian fluid (decreasing the apparent viscosity) even at the same shear rate. That means.

このように、所定の温度未満ではダイラタンシー特性を有し、かつ、前記所定の温度以上では少なくともチクソトロピー特性を有する2つの性質を兼ね備えた樹脂としては、未硬化の熱硬化性樹脂にダイラタンシー特性を有し、加熱することによりチクソトロピー特性を有する物質を含有させることにより達成することができ、その物質は特に限定されるものではない。   As described above, an uncured thermosetting resin has a dilatancy characteristic as a resin having two properties having a dilatancy characteristic below a predetermined temperature and having at least a thixotropic characteristic above the predetermined temperature. However, it can be achieved by adding a substance having thixotropic properties by heating, and the substance is not particularly limited.

但し、より好ましい態様としては、本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法により用いられる樹脂は、未硬化の熱硬化性樹脂に粉末状の樹脂を含む樹脂であり、前記粉末状の樹脂は、少なくとも前記所定の温度以上で溶融(融解)するものである。   However, as a more preferred embodiment, the resin used by the method for producing a fiber-reinforced plastic according to the present invention is a resin containing a powdered resin in an uncured thermosetting resin, and the powdered resin is at least It melts (melts) above the predetermined temperature.

前記粉末状の樹脂を用いることにより、所定の温度未満では、ダイラタンシー特性を有することになる。すなわち、前記温度条件下では、粉末状の樹脂は溶融しないので樹脂のみかけ上の粘度は上昇し、かつ、樹脂が加圧された場合であっても、未硬化の熱硬化性樹脂に、粉末状の樹脂が介在するため、未硬化の熱硬化性樹脂の分子の方向が加圧方向に揃うことにより該熱硬化製樹脂が流動し易くなる現象を抑えることが可能となる。この結果、成形型内に樹脂を配置する工程から真空引きをする工程までの間において、作業者による加圧、及び真空引きの際の圧力などの影響により、未硬化の熱硬化性樹脂の一部が強化繊維布に含浸されることを防止することができる。さらに、樹脂を含浸させる工程において、前記樹脂を前記所定の温度以上に加熱することにより、粉末状の樹脂が未硬化の熱硬化性樹脂内に溶け込み、前記樹脂は、チクソトロピー特性を有することができる。   By using the powdery resin, it has dilatancy characteristics below a predetermined temperature. That is, under the above temperature conditions, the powdery resin does not melt, so the apparent viscosity of the resin increases, and even when the resin is pressurized, the uncured thermosetting resin is powdered. Therefore, it is possible to suppress the phenomenon that the thermosetting resin easily flows when the directions of the molecules of the uncured thermosetting resin are aligned in the pressurizing direction. As a result, during the process from placing the resin in the mold to the evacuation process, one of the uncured thermosetting resins is affected by the pressure applied by the operator and the pressure during evacuation. It is possible to prevent the portion from being impregnated into the reinforcing fiber cloth. Furthermore, in the step of impregnating the resin, by heating the resin to the predetermined temperature or more, the powdery resin is dissolved in the uncured thermosetting resin, and the resin can have thixotropic characteristics. .

また、前記態様の場合、樹脂の熱硬化が開始する温度とは、前記粉末の樹脂が溶融後、熱硬化性樹脂の硬化が開始する温度であり、粉末状の樹脂も熱硬化性樹脂である場合には、双方の樹脂の硬化が開始する温度である。また、前記熱硬化が開始する温度以上の場合には、樹脂が流動し難いため、効率よく強化繊維布に樹脂を含浸し難くなる。   Moreover, in the case of the said aspect, the temperature which the thermosetting of resin starts is a temperature which the hardening of a thermosetting resin starts after the said resin of a powder fuse | melts, and a powdery resin is also a thermosetting resin. In this case, the temperature is such that curing of both resins begins. Further, when the temperature is equal to or higher than the temperature at which the thermosetting starts, the resin hardly flows, and thus it is difficult to efficiently impregnate the reinforcing fiber cloth with the resin.

本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法は、前記樹脂を含浸させる工程において、前記樹脂を加熱する前記温度条件が前記樹脂を加熱したときに変化する前記樹脂の粘度が最低粘度値となる温度であることがより好ましい。   In the method for producing a fiber-reinforced plastic according to the present invention, in the step of impregnating the resin, the temperature condition of heating the resin is a temperature at which the viscosity of the resin that changes when the resin is heated becomes a minimum viscosity value. More preferably.

本発明によれば、前記温度条件下で樹脂を含浸させることにより、チクソトロピー特性を有した樹脂は最も流動し易くなるので、強化繊維布に迅速かつより確実に樹脂を含浸させることができる。   According to the present invention, by impregnating the resin under the above temperature condition, the resin having thixotropy characteristic is most easily flowable, so that the reinforcing fiber cloth can be impregnated with the resin quickly and more reliably.

本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法は、樹脂と前記強化繊維布とを成形型内に配置する工程において、前記強化繊維布と、前記樹脂としてフィルム状の樹脂とを順次積層することにより前記配置を行うことがより好ましい。   The method for producing a fiber reinforced plastic according to the present invention includes the step of laminating the reinforcing fiber cloth and a film-like resin as the resin in the step of arranging the resin and the reinforcing fiber cloth in a mold. More preferably, the arrangement is performed.

本発明によれば、強化繊維布とフィルム状の樹脂を積層することにより繊維強化プラスチックを成形する方法であるRFI(レジンフィルムインフュージョン)法により、繊維強化プラスチックを成形することになるので、積層した各強化繊維布に対して、強化繊維布間に配置されたフィルム状の樹脂を均一に含浸させることができる。   According to the present invention, fiber reinforced plastic is molded by the RFI (resin film infusion) method, which is a method of molding fiber reinforced plastic by laminating a reinforced fiber cloth and a film-like resin. Each reinforcing fiber cloth can be uniformly impregnated with a film-like resin disposed between the reinforcing fiber cloths.

さらに、本発明として、繊維強化プラスチック用樹脂についても開示する。本発明に係る繊維強化プラスチック用樹脂は、強化繊維布に含浸させるための未硬化の熱硬化性樹脂を少なくとも主材として含む繊維強化プラスチック用樹脂であって、該樹脂は、前記熱硬化性樹脂が未硬化の状態において、所定の温度未満ではダイラタンシー特性を有し、前記所定の温度以上では、少なくともチクソトロピー特性を有することを特徴とする。   Furthermore, a fiber-reinforced plastic resin is also disclosed as the present invention. The resin for fiber-reinforced plastic according to the present invention is a resin for fiber-reinforced plastic containing at least a main material of an uncured thermosetting resin for impregnating the reinforcing fiber cloth, and the resin is the thermosetting resin. In an uncured state, it has a dilatancy characteristic below a predetermined temperature, and has at least a thixotropic characteristic above the predetermined temperature.

本発明に係る樹脂を繊維強化プラスチックの製造に用いた場合、上述したように、強化繊維布内のエアを効率良く脱気することにより、繊維強化プラスチック内のボイドの発生を低減することができるので、品質の高い繊維強化プラスチックを得ることができる。   When the resin according to the present invention is used for the production of fiber reinforced plastic, as described above, the generation of voids in the fiber reinforced plastic can be reduced by efficiently degassing the air in the reinforced fiber cloth. Therefore, a high-quality fiber reinforced plastic can be obtained.

また、本発明にかかる繊維強化プラスチック用樹脂は、未硬化の熱硬化性樹脂に粉末状の樹脂を含む樹脂であり、前記粉末状の樹脂は、前記所定の温度以上で溶融することがより好ましく、さらに、前記熱硬化性樹脂は、少なくとも室温以上かつ前記所定の温度未満では、フィルム状の形状が保持可能な粘度を有することがより好ましい。   The resin for fiber-reinforced plastic according to the present invention is a resin containing a powdered resin in an uncured thermosetting resin, and the powdered resin is more preferably melted at the predetermined temperature or more. Furthermore, it is more preferable that the thermosetting resin has a viscosity capable of maintaining a film-like shape at least at room temperature or higher and lower than the predetermined temperature.

本発明よれば、前記樹脂は、少なくとも室温以上かつ所定の温度未満で、フィルム状の形状を保持することができるので、熱硬化性樹脂とフィルム状の樹脂を容易に積層することができ、製造工程における作業者のハンドリング性も向上する。なお、本発明にいう「フィルム状の形状が保持可能な粘度」とは、いわゆるRFI用の樹脂の粘度であり、具体的には、室温では、半固形状で流動し難い未硬化の熱硬化性樹脂の粘度をいう。   According to the present invention, since the resin can maintain a film-like shape at least at room temperature or higher and lower than a predetermined temperature, the thermosetting resin and the film-like resin can be easily laminated and manufactured. The handling ability of the operator in the process is also improved. The “viscosity capable of maintaining a film-like shape” in the present invention is the viscosity of a so-called RFI resin. Specifically, it is an uncured thermosetting that is semisolid and hardly flows at room temperature. Refers to the viscosity of the adhesive resin.

より好ましい前記所定の温度は、40℃から前記樹脂が最低粘度となる温度であり、このような温度範囲において、前記粉末状の樹脂は溶融し、さらに他の温度領域における樹脂よりも粘度が低いため、室温状態の樹脂にわずかな熱を負荷することにより、容易にチクソトロピー特性を有した樹脂を得ることができる。   More preferably, the predetermined temperature is a temperature at which the resin has a minimum viscosity from 40 ° C., and in such a temperature range, the powdery resin melts and has a lower viscosity than the resin in other temperature ranges. Therefore, a resin having thixotropy characteristics can be easily obtained by applying a slight heat to the resin at room temperature.

このような、繊維強化プラスチックの製造時に用いる樹脂のうち未硬化の熱硬化性樹脂としては、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、BT樹脂、シアネートエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂などの樹脂に硬化剤を所定量添加した樹脂が挙げられ、粉末の樹脂としては、前記樹脂に加え、アクリル系、ポリエステル系などの固形状の熱硬化性樹脂がより好ましく、前記温度条件下で、ダイラタンシー特性とチクソトロピー特性を有することができるのであれば特に限定されるものではない。なお、前記に示すように、粉末状の樹脂も熱硬化性を有した樹脂を使用した場合には、溶融時には熱硬化性樹脂と馴染み性もよく、粉末状の樹脂を含まない熱硬化性樹脂により製造したボイドの無い繊維強化プラスチックと同等の機械的強度を確保することができる。   Among such resins used in the production of fiber reinforced plastics, uncured thermosetting resins include vinyl ester resins, epoxy resins, phenol resins, bismaleimide resins, BT resins, cyanate ester resins, benzoxazine resins, and the like. Examples of the resin in which a predetermined amount of a curing agent is added to the resin include a solid thermosetting resin such as an acrylic type or a polyester type in addition to the resin, and dilatancy under the above temperature conditions. If it can have a characteristic and a thixotropy characteristic, it will not specifically limit. In addition, as shown above, when a resin having a thermosetting property is used as a powdered resin, the thermosetting resin has good compatibility with the thermosetting resin at the time of melting, and does not contain a powdery resin. Thus, it is possible to ensure the same mechanical strength as that of the fiber-reinforced plastic having no voids.

前記熱硬化性樹脂と粉末樹脂とのより好ましい組み合わせとしては、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であり、前記粉末状の樹脂は固形エポキシ樹脂である。このような樹脂の組み合わせにより、100℃程度に加熱することにより、固形エポキシ樹脂は溶融するので、容易にチクソトロピー特性を有した樹脂を得ることができる。また、熱硬化性樹脂と粉末樹脂とを同じ種類のエポキシ系の樹脂を用いたので、熱硬化工程後の繊維強化プラスチック内の樹脂は、物性的に安定している。   As a more preferable combination of the thermosetting resin and the powder resin, the thermosetting resin is an epoxy resin, and the powdery resin is a solid epoxy resin. By heating to about 100 ° C. with such a combination of resins, the solid epoxy resin melts, so that a resin having thixotropy characteristics can be easily obtained. Moreover, since the same kind of epoxy resin is used for the thermosetting resin and the powder resin, the resin in the fiber reinforced plastic after the thermosetting process is stable in physical properties.

さらに、前記の如き、樹脂を用いて製造された繊維強化プラスチックを構成する強化繊維としては、織布又は不織布が挙げられ、布状であり、かつ、前記真空引きの工程において、繊維強化プラスチック内部にボイドが形成され難い繊維構造であれば特に限定されるものではない。より好ましくは、本発明に係る繊維強化プラスチックは、前記繊維強化プラスチックを構成する強化繊維布が、織物状強化繊維布からなることがより好ましい。該織り方としては平織、綾織、朱子織などの織組織であってもよく、炭素繊維を一方向に引き揃えた複数層を隣接する層の繊維軸が30°〜90°程度ずれるように交差積層させたいわゆる多軸の繊維構造であってもよい。   Further, as the reinforcing fiber constituting the fiber reinforced plastic manufactured using the resin as described above, a woven fabric or a non-woven fabric can be cited, and the fiber reinforced plastic has a cloth shape, and in the vacuum drawing process, There is no particular limitation as long as the fiber structure is less likely to form voids. More preferably, in the fiber reinforced plastic according to the present invention, it is more preferable that the reinforcing fiber cloth constituting the fiber reinforced plastic is made of a woven reinforcing fiber cloth. The weaving method may be a woven structure such as plain weave, twill weave, satin weave, etc., and a plurality of layers in which carbon fibers are aligned in one direction intersect so that the fiber axes of adjacent layers are shifted by about 30 ° to 90 °. A so-called multiaxial fiber structure may be used.

さらに、前記の如く製造された繊維強化プラスチックを構成する強化繊維布の繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、スチール繊維、PBO繊維、又は高強度ポリエチレン繊維などの繊維が挙げられ、その繊維は特に限定さえるものではないが、前記エポキシ系の樹脂を用いた場合には、炭素繊維を用いることがより好ましい。すなわち、かかる繊維強化プラスチックのなかでも、エポキシ系樹脂と炭素繊維からなる炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は、最も軽量化を図ることができる。さらに、炭素繊維は、他の繊維にくらべて、比強度、比剛性に優れており、エポキシ樹脂とも相性がよいので、高性能な繊維強化プラスチックを得ることができる。   Further, the fibers of the reinforcing fiber cloth constituting the fiber reinforced plastic manufactured as described above include glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, alumina fibers, boron fibers, steel fibers, PBO fibers, or high-strength polyethylene fibers. A fiber is mentioned, and the fiber is not particularly limited. However, when the epoxy resin is used, it is more preferable to use carbon fiber. That is, among such fiber reinforced plastics, carbon fiber reinforced plastic (CFRP) made of epoxy resin and carbon fiber can achieve the most weight reduction. Furthermore, carbon fibers are superior in specific strength and specific rigidity compared to other fibers, and are compatible with epoxy resins, so that high-performance fiber-reinforced plastics can be obtained.

本発明によれば、強化繊維布内のエアを効率良く脱気することにより、樹脂が含浸された強化繊維布内におけるボイドの発生を低減することができ、繊維強化プラスチックの機械的強度を確保することができる。   According to the present invention, by efficiently degassing the air in the reinforcing fiber cloth, the generation of voids in the reinforcing fiber cloth impregnated with the resin can be reduced, and the mechanical strength of the fiber reinforced plastic is ensured. can do.

以下に、図面を参照して、本発明に係る繊維強化プラスチック用樹脂及び該繊維強化プラスチックを製造するに好適な製造方法の一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of a resin for fiber-reinforced plastic according to the present invention and a manufacturing method suitable for manufacturing the fiber-reinforced plastic will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る繊維強化プラスチック用樹脂の模式概念図であり、図2は、図1に示す繊維強化プラスチック用樹脂の流動特性を、樹脂に作用するせん断速度とせん断応力により表した概念図であり、図3は、本実施形態に係る繊維強化プラスチック用樹脂を加熱したときの樹脂の温度に対する樹脂の粘度を説明するための図である。   FIG. 1 is a schematic conceptual view of a fiber reinforced plastic resin according to the present embodiment, and FIG. 2 shows the flow characteristics of the fiber reinforced plastic resin shown in FIG. 1 in terms of shear rate and shear stress acting on the resin. FIG. 3 is a diagram for explaining the viscosity of the resin with respect to the temperature of the resin when the fiber-reinforced plastic resin according to this embodiment is heated.

図1に示すように、本実施形態に係る繊維強化プラスチック用樹脂は、炭素繊維布(強化繊維布)に含浸させるための未硬化のエポキシ樹脂(熱硬化性樹脂)11を少なくとも主材として含む炭素繊維強化プラスチック(CFRP)用の樹脂10である。該樹脂10は、未硬化のエポキシ樹脂11に粉末状の固形エポキシ樹脂12を含んでいる。また、未硬化のエポキシ樹脂11は、少なくとも室温条件で、フォルム状の形状が保持可能な粘度を有しており、いわゆるRIF用の樹脂と呼ばれるものである。また、固形エポキシ樹脂12は、室温から所定の温度Tc未満の場合に固体の状態で存在しており、さらに、所定の温度Tc以上の場合に溶融するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the fiber reinforced plastic resin according to the present embodiment includes at least a main component of an uncured epoxy resin (thermosetting resin) 11 for impregnating a carbon fiber cloth (reinforced fiber cloth). This is a resin 10 for carbon fiber reinforced plastic (CFRP). The resin 10 includes an uncured epoxy resin 11 and a powdered solid epoxy resin 12. Moreover, the uncured epoxy resin 11 has a viscosity capable of maintaining a form-like shape at least at room temperature, and is called a so-called RIF resin. Further, the solid epoxy resin 12 exists in a solid state when the temperature is lower than the predetermined temperature Tc from room temperature, and is further configured to melt when the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature Tc.

このように、固形エポキシ樹脂12を含むことにより、樹脂10は、所定の温度Tc未満の温度条件において、ダイラタンシー特性を有する樹脂13となる。具体的には、図2に示すように、樹脂10の温度Tが所定の温度Tc未満の場合には、樹脂10に作用するせん断速度が大きくなるに従って、樹脂10は、せん断応力がニートン流体に比べて加速的に増加するダイタランシー挙動を発現する。より具体的には、前記温度条件下(T<Tc)では、粉末状の固形エポキシ樹脂12は溶融しないので樹脂のみかけ上の粘度は上昇し、かつ、樹脂10が加圧された場合であっても、粉末状の固形エポキシ樹脂12が介在することにより、未硬化の熱硬化性樹脂11の分子の方向が流れ方向に揃うことを抑制することが可能となる。   Thus, by including the solid epoxy resin 12, the resin 10 becomes a resin 13 having a dilatancy characteristic under a temperature condition lower than a predetermined temperature Tc. Specifically, as shown in FIG. 2, when the temperature T of the resin 10 is lower than a predetermined temperature Tc, the shear stress acting on the resin 10 increases as the shear rate acting on the resin 10 increases. Compared with this, it shows an increase in dilatancy behavior. More specifically, under the above temperature conditions (T <Tc), the powdered solid epoxy resin 12 does not melt, so the apparent viscosity of the resin increases and the resin 10 is pressurized. However, the presence of the powdered solid epoxy resin 12 makes it possible to prevent the molecules of the uncured thermosetting resin 11 from being aligned in the flow direction.

また、樹脂10は、主材となる熱硬化性樹脂及び粉末状の樹脂のいずれの樹脂もエポキシ樹脂を用いたので、図3に示すように、樹脂10は、所定温度Tc未満の場合には、未硬化樹脂の他の温度領域の樹脂に比べて、高い樹脂粘度を有する。   In addition, since the resin 10 is an epoxy resin for both the thermosetting resin and the powdery resin as the main material, as shown in FIG. 3, the resin 10 is less than the predetermined temperature Tc. The resin has a higher resin viscosity than other temperature region resins of the uncured resin.

一方、樹脂10は、所定の温度Tc以上かつ熱硬化開始温度Ts未満の温度条件において、固形エポキシ樹脂12は溶融してチクソトロピー特性を有する樹脂14となる。具体的には、樹脂10の温度Tが所定の温度Tc以上かつ熱硬化開始温度Ts未満の場合には、図2に示すように、樹脂10に作用するせん断速度が大きくなったとしても、樹脂10は、せん断応力がニュートン流体に比べて増加しないチクソトロピック挙動を発現する。また、樹脂10は、主材である熱硬化性樹脂及び粉末状の樹脂のいずれの樹脂もエポキシ樹脂を用いたので、図3に示すように、所定の温度Tc以上かつ熱硬化開始温度Tsまでの温動条件において、樹脂10が最も低い粘度値となる最低粘度点となる最低粘性温度Tminを有することになる。また、粉末状の固形エポキシ樹脂12は、該温度条件下では、同質の未硬化のエポキシ樹脂に溶け込むので、その結果として得られた繊維強化プラスチックは、物質的に安定している。   On the other hand, the resin 10 melts into a resin 14 having thixotropy characteristics under a temperature condition that is equal to or higher than a predetermined temperature Tc and lower than the thermosetting start temperature Ts. Specifically, when the temperature T of the resin 10 is equal to or higher than the predetermined temperature Tc and lower than the thermosetting start temperature Ts, as shown in FIG. 2, even if the shear rate acting on the resin 10 increases, the resin 10 10 expresses a thixotropic behavior in which the shear stress does not increase as compared to the Newtonian fluid. In addition, since the resin 10 is an epoxy resin for both the thermosetting resin and the powdery resin, which are the main materials, as shown in FIG. 3, the resin 10 has a predetermined temperature Tc or higher and a thermosetting start temperature Ts. Under the above thermal conditions, the resin 10 has the lowest viscosity temperature Tmin that is the lowest viscosity point at which the lowest viscosity value is obtained. Further, the powdered solid epoxy resin 12 dissolves in the same quality uncured epoxy resin under the temperature condition, and the resultant fiber reinforced plastic is materially stable.

前記炭素繊維強化プラスチック(CFRP)用の樹脂を用いた繊維強化プラスチックの製造方法を図4を参照して以下に示す。   A method for producing a fiber reinforced plastic using the carbon fiber reinforced plastic (CFRP) resin will be described below with reference to FIG.

まず、図4(a)に示すように、繊維強化プラスチック用樹脂として、所定の温度Tc未満ではダイラタンシー特性を有し、かつ、前記所定の温度Tc以上では少なくともチクソトロピー特性を有するフィルム状の樹脂10と、織物状の強化繊維布20とを、少なくとも樹脂10の温度Tが室温RT以上かつ前記所定の温度Tc未満の温度条件で、順次積層して、成形型41内に配置する(工程a)。   First, as shown in FIG. 4A, as a fiber-reinforced plastic resin, a film-like resin 10 having a dilatancy characteristic below a predetermined temperature Tc and at least a thixotropy characteristic above the predetermined temperature Tc. And the woven reinforcing fiber cloth 20 are sequentially laminated at least in the temperature condition where the temperature T of the resin 10 is equal to or higher than room temperature RT and lower than the predetermined temperature Tc, and is disposed in the mold 41 (step a). .

次に、図4(b)に示す工程のように、前記温度条件(RT≦T<Tc)で強化繊維布20及び樹脂10に対してバックフィルム43を覆い、シール材42により密閉空間Sを形成する(工程b)。さらに、図4(c)に示す工程のように、前記温度条件(RT≦T<Tc)で成形型41とバックフィルム43により形成された密閉空間Sに対して吸引装置44により前記温度条件下で真空引きを行う(工程c)。   Next, as in the step shown in FIG. 4B, the back film 43 is covered with respect to the reinforcing fiber cloth 20 and the resin 10 under the temperature condition (RT ≦ T <Tc), and the sealed space S is formed by the sealing material 42. Form (step b). Further, as in the step shown in FIG. 4C, the suction device 44 applies the temperature condition (RT ≦ T <Tc) to the sealed space S formed by the mold 41 and the back film 43. (Step c).

このように、工程a〜工程cまでは、前記温度条件(RT≦T<Tc)で行うので(図3参照)、樹脂10はダイラタンシー特性を有することになり、図5(a)に示すように、樹脂10が加圧された場合、又は真空吸引された場合であっても、強化繊維布20内に樹脂10の一部が含浸することを低減することができる。この結果、工程aから工程cまでにおいて、強化繊維布20の繊維間の一部の脱気経路が閉塞されることを抑制することができるので、熱硬化性樹脂及び強化繊維布内のエアの残存を低減することが可能となる。   As described above, since the steps a to c are performed under the temperature condition (RT ≦ T <Tc) (see FIG. 3), the resin 10 has dilatancy characteristics, as shown in FIG. In addition, even when the resin 10 is pressurized or vacuum sucked, the impregnation of a part of the resin 10 into the reinforcing fiber cloth 20 can be reduced. As a result, since it is possible to suppress clogging of a part of the deaeration paths between the fibers of the reinforcing fiber cloth 20 from the process a to the process c, the air in the thermosetting resin and the reinforcing fiber cloth can be suppressed. The remaining amount can be reduced.

さらに、図4(d)に示すように、前記樹脂10に対して、樹脂10の温度Tが所定の温度Tc以上、かつ、樹脂10の熱硬化が開始する温度Ts未満の温度条件下で加熱する(工程d)。具体的には、図3に示すように、前記樹脂10を加熱する前記温度条件、樹脂10を加熱したときに変化する樹脂10の粘度が最低粘度値νminとなる温度Tminで加熱する。このような該温度条件下(Tc≦T<Tsの温度範囲のうちT=Tminの温度条件下)では、粉末状の固形エポキシ樹脂12が溶融し、樹脂10はチクソトロピック挙動を示すと共に樹脂10の粘度が最も低くなる。この結果、図5(b)に示すように、真空引きした空間内の強化繊維布20に前記樹脂10が含浸され易くなり、ボイドが殆どない未硬化状態の繊維強化プラスチック30Aを得ることができる。   Further, as shown in FIG. 4D, the resin 10 is heated under a temperature condition in which the temperature T of the resin 10 is equal to or higher than a predetermined temperature Tc and lower than the temperature Ts at which the resin 10 starts thermosetting. (Step d). Specifically, as shown in FIG. 3, heating is performed at the temperature condition for heating the resin 10 and at a temperature Tmin at which the viscosity of the resin 10 that changes when the resin 10 is heated becomes the minimum viscosity value νmin. Under such temperature conditions (T = Tmin in the temperature range of Tc ≦ T <Ts), the powdered solid epoxy resin 12 melts, and the resin 10 exhibits thixotropic behavior and the resin 10 Has the lowest viscosity. As a result, as shown in FIG. 5B, the reinforcing fiber cloth 20 in the evacuated space is easily impregnated with the resin 10, and an uncured fiber reinforced plastic 30A having almost no voids can be obtained. .

そして、樹脂が硬化する温度条件で(樹脂硬化開始温度Ts以上の温度条件で)含浸後の未硬化の熱硬化性樹脂30Aをさらに加熱することにより硬化させて(工程e)、その後冷却して繊維強化プラスチック30Bを得る。このようにして得られた繊維強化プラスチック30Bは、ボイドが殆どないため、高い機械的強度を確保することができる。   Then, the resin is cured by further heating the uncured thermosetting resin 30A after impregnation (at a temperature condition equal to or higher than the resin curing start temperature Ts) under a temperature condition at which the resin is cured (step e), and then cooled. A fiber reinforced plastic 30B is obtained. Since the fiber reinforced plastic 30B thus obtained has almost no voids, high mechanical strength can be ensured.

本実施形態に基づいて以下に実施例を示す。
(実施例)
<樹脂>
未硬化の熱硬化性樹脂の樹脂として、エポキシ樹脂(エピクロンロン840:大日本インキ化学工業社製)と、粉末状の樹脂として溶解温度が50℃以上(100℃程度)の固形エポキシ樹脂(エピクロンロンHP4700:大日本インキ化学工業社製)と、これらのエポキシ樹脂の硬化剤としてジアミノジフェニルメタンとを、70:30:29の割合で混合し、300mm×300mm厚さ0.2mmのフィルム状の樹脂を製作した。
An example is shown below based on this embodiment.
(Example)
<Resin>
As an uncured thermosetting resin, an epoxy resin (Epicronlon 840: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals) and a solid epoxy resin (Epicronlon HP4700) having a melting temperature of 50 ° C. or higher (about 100 ° C.) as a powdered resin. : Dai Nippon Ink Chemical Co., Ltd.) and diaminodiphenylmethane as a curing agent for these epoxy resins are mixed in a ratio of 70:30:29 to produce a film-like resin of 300 mm × 300 mm and 0.2 mm thickness. did.

<強化繊維布>
炭素繊維からなる縦軸0.25mm、横軸3.0mmの楕円断面を有した炭素繊維束からなる炭素繊維糸を多軸状に配置した、300mm×300mm厚さ0.3mm炭素繊維布を準備した。
<Reinforcing fiber cloth>
Preparation of carbon fiber cloth of 300 mm × 300 mm thickness 0.3 mm, in which carbon fiber yarns made of carbon fiber bundles having an elliptical cross section of 0.25 mm in the vertical axis and 3.0 mm in the horizontal axis made of carbon fiber are arranged in a multiaxial shape. did.

<繊維強化プラスチックの製作>
室温において、室温条件下で前記フィルム状の樹脂と炭素繊維布とを成形型内で順次積層させて、これらの積層体に対してバックフィルムを覆い、成形型とバックフィルムにより形成された密閉空間のエアを吸引装置により圧力−95kPaの条件で吸引した。
<Production of fiber reinforced plastic>
At room temperature, the film-like resin and the carbon fiber cloth are sequentially laminated in a mold under room temperature conditions, and the back film is covered with these laminates, and a sealed space formed by the mold and the back film. Was sucked by a suction device under the condition of pressure -95 kPa.

次に、この状態において、これらの積層体に対して、フィルム状の樹脂が50℃となるように加熱し、炭素繊維布に樹脂を含浸させた。さらに、含浸後の樹脂を130℃まで加熱して、含浸した樹脂を硬化させて繊維強化プラスチックを製作した。   Next, in this state, these laminates were heated so that the film-like resin became 50 ° C., and the carbon fiber cloth was impregnated with the resin. Further, the impregnated resin was heated to 130 ° C., and the impregnated resin was cured to produce a fiber reinforced plastic.

<評価1>
前記樹脂を50℃に加熱して、粘度測定装置を用いてせん断応力とせん断速度との関係を測定した。この結果を図6に示す。
<Evaluation 1>
The resin was heated to 50 ° C., and the relationship between shear stress and shear rate was measured using a viscosity measuring device. The result is shown in FIG.

<評価2>
製作した繊維強化プラスチックの断面を顕微鏡観察した。この結果を図7(a)に示す。
<Evaluation 2>
The cross section of the manufactured fiber reinforced plastic was observed with a microscope. The result is shown in FIG.

(比較例)
実施例と相違する点は、フィルム状の樹脂として、エポキシ樹脂(エピクロンロン840:大日本インキ化学工業社製)と、該エポキシ樹脂の硬化剤としてジアミノジフェニルメタンとを、100:29の割合で混合した点である。そして、実施例1と同様の条件で、該樹脂のせん断応力とせん断速度とを測定すると共に、この樹脂を用いて製造した繊維強化プラスチックの断面を顕微鏡観察した。この結果を図6及び図7(b)に示す。
(Comparative example)
The difference from the examples is that an epoxy resin (Epiclon® 840: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a film-like resin and diaminodiphenylmethane as a curing agent for the epoxy resin were mixed in a ratio of 100: 29. Is a point. And while measuring the shear stress and shear rate of this resin on the same conditions as Example 1, the cross section of the fiber reinforced plastic manufactured using this resin was observed with the microscope. The results are shown in FIGS. 6 and 7 (b).

[結果]
図6に示すように、実施例に係る樹脂は、ダイラタンシー挙動を示したのに対して、比較例に係る樹脂は、チクソトロピック挙動を示した。さらに、図7(a),(b)に示すように、製作された実施例に係る繊維強化プラスチックは、ボイドがされなかったが、比較例のものは、ボイドが複数形成されていた。
[result]
As shown in FIG. 6, the resin according to the example showed dilatancy behavior, whereas the resin according to the comparative example showed thixotropic behavior. Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, the fiber-reinforced plastic according to the manufactured example was not voided, but the comparative example was formed with a plurality of voids.

[考察]
図6に示す結果より、比較例に示す樹脂は、チクソトロピー特性を有するため、炭素繊維布とフィルム状の樹脂を積層し、バックフィルムを覆い、真空吸引をする間に、樹脂の一部が炭素繊維布内に含浸してしまい、その結果として、真空吸引時には、脱気経路が閉塞され、積層体内にエアが残存したものと推定される。この結果、エアが残存した積層体から得られた繊維強化プラスチックにはボイドが形成されたと考えられる。
[Discussion]
From the results shown in FIG. 6, since the resin shown in the comparative example has thixotropic characteristics, a part of the resin is carbon while the carbon fiber cloth and the film-like resin are laminated, the back film is covered, and vacuum suction is performed. It is presumed that the fiber cloth is impregnated, and as a result, the deaeration path is closed during vacuum suction, and air remains in the laminate. As a result, it is considered that voids were formed in the fiber reinforced plastic obtained from the laminate in which air remained.

一方、実施例に示す樹脂は、室温(50℃以下)でダイラタンシー特性を有するので、炭素繊維布とフィルム状の樹脂を積層し、バックフィルムを覆い、真空吸引をする間に、樹脂の一部が含浸しなかったので、ボイドが比較例に比べて低減されたと考えられる。このように樹脂が炭素繊維布に含浸しないのは、前記温度条件下(室温)では、粉末状の固形エポキシ樹脂は溶融しないので樹脂のみかけ上の粘度は上昇し、かつ、樹脂が加圧された場合であっても、粉末状の樹脂が介在することにより、未硬化の熱硬化性樹脂の分子の方向が流れ方向に揃うことが抑制されたことによると考えられる。   On the other hand, since the resin shown in the examples has dilatancy characteristics at room temperature (50 ° C. or less), carbon fiber cloth and a film-like resin are laminated, the back film is covered, and a part of the resin is vacuum sucked. Was not impregnated, it is considered that the voids were reduced as compared with the comparative example. As described above, the resin is not impregnated into the carbon fiber cloth because the powdery solid epoxy resin does not melt under the above temperature condition (room temperature), so that the apparent viscosity of the resin rises and the resin is pressurized. Even in this case, it is considered that the presence of the powdery resin suppresses the alignment of the molecular directions of the uncured thermosetting resin in the flow direction.

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been explained in full detail using drawing, a concrete structure is not limited to this embodiment, Even if there is a design change in the range which does not deviate from the gist of the present invention. These are included in the present invention.

例えば、繊維強化プラスチックの製造方法は、強化繊維布に樹脂を含浸させる工程と、熱硬化性樹脂を硬化させる温度をそれぞれ、前記温度条件を満たすように一定としたが、前記含浸と硬化を行うことができるのであれば、前記温度を次第に上げるような加熱により、前記それぞれの工程を一工程として行ってもよい。   For example, in the fiber reinforced plastic manufacturing method, the step of impregnating the reinforced fiber cloth with the resin and the temperature of curing the thermosetting resin are fixed so as to satisfy the temperature condition, respectively, but the impregnation and curing are performed. If possible, the respective steps may be performed as one step by heating to gradually raise the temperature.

また、実施例では、熱硬化性樹脂に粉末状の樹脂する割合を特定したが、強化繊維布の種類、繊維径、織り方によりこの割合を適宜決定すればよく、前記割合に限定されるわけではない。   Further, in the examples, the ratio of the powdered resin to the thermosetting resin is specified, but this ratio may be appropriately determined depending on the type of the reinforcing fiber cloth, the fiber diameter, and the weaving method, and is limited to the above ratio. is not.

本発明に係る繊維強化複合材料は、機械的強度を確保すべき構造用部材に特に好適である。具体的には、オートバイフレーム、カウル等の二輪車用途や、ドア、ボンネット、テールゲート、サイドフェンダー、側面パネル、フェンダー、トランクリッド、ハードップ、エンジンシリンダーカバー、エンジンフード、シャシー、エアスポイラー、プロペラシャフト等の自動車部品などの用途が挙げられる。   The fiber-reinforced composite material according to the present invention is particularly suitable for structural members that should ensure mechanical strength. Specifically, motorcycles such as motorcycle frames and cowls, doors, bonnets, tailgates, side fenders, side panels, fenders, trunk lids, hardtops, engine cylinder covers, engine hoods, chassis, air spoilers, propeller shafts, etc. Applications for automobile parts.

本発明の実施形態に係る繊維強化プラスチック用樹脂の模式概念図。The schematic conceptual diagram of resin for fiber reinforced plastics concerning the embodiment of the present invention. 図1に示す繊維強化プラスチック用樹脂の流動特性を、樹脂に作用するせん断速度とせん断応力により説明するための図。The figure for demonstrating the flow characteristic of resin for fiber reinforced plastics shown in FIG. 1 with the shear rate and shear stress which act on resin. 本実施形態に係る繊維強化プラスチック用樹脂を加熱したときの樹脂温度に対する樹脂粘度を説明するための図。The figure for demonstrating the resin viscosity with respect to the resin temperature when the fiber reinforced plastic resin which concerns on this embodiment is heated. 本発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法を説明するための図であり、(a)は、樹脂及び強化繊維布の配置工程を示した図であり、(b)は、バックフィルムを覆う工程を示した図であり、(c)は、真空引きする工程であり、(d)は、強化繊維布に樹脂を含浸させる工程を説明する図であり、(d)は、含浸後の樹脂を熱硬化させる工程を説明するための図。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the fiber reinforced plastic which concerns on this invention, (a) is the figure which showed the arrangement | positioning process of resin and a reinforced fiber cloth, (b) is the process which covers a back film. (C) is a step of evacuating, (d) is a diagram illustrating a step of impregnating a reinforcing fiber cloth with a resin, and (d) is a diagram illustrating a process of heating the resin after impregnation. The figure for demonstrating the process to harden | cure. 本実施形態に係る繊維強化プラスチックを製造する一工程を説明するための図であり、(a)は、製造方法の真空引きをする工程において、真空引きを行っている状態を説明するための図であり、(b)は、含浸工程後の繊維強化プラスチックの状態を示した図。It is a figure for demonstrating one process of manufacturing the fiber reinforced plastic which concerns on this embodiment, (a) is a figure for demonstrating the state which is evacuating in the process of vacuuming of a manufacturing method. (B) is a diagram showing the state of the fiber-reinforced plastic after the impregnation step. 実施例及び比較例に係る繊維強化プラスチック用樹脂の流動特性を測定した図。The figure which measured the flow characteristic of the resin for fiber reinforced plastics concerning an Example and a comparative example. 実施例及び比較例に係る製造方法により製造された繊維強化プラスチックの断面における組織写真を示した図。The figure which showed the structure | tissue photograph in the cross section of the fiber reinforced plastic manufactured by the manufacturing method which concerns on an Example and a comparative example. 従来の繊維強化プラスチックを製造する工程の一部を説明するための図であり、(a)は、真空引きを行った際の状態を説明するための図であり、(b)は、本製造方法により製造された繊維強化プラスチックを示した図。It is a figure for demonstrating a part of process of manufacturing the conventional fiber reinforced plastic, (a) is a figure for demonstrating the state at the time of performing vacuum drawing, (b) is this production The figure which showed the fiber reinforced plastic manufactured by the method.

符号の説明Explanation of symbols

10:樹脂,11:エポキシ樹脂(熱硬化性樹脂),12:粉末状の固形エポキシ樹脂(粉末状の樹脂),13:ダイラタンシー特性を有した樹脂,14:チクソトロピー特性を有した樹脂,20:強化繊維布,41:成形型,43:バックフィルム   10: Resin, 11: Epoxy resin (thermosetting resin), 12: Powdered solid epoxy resin (powdered resin), 13: Resin having dilatancy characteristics, 14: Resin having thixotropic characteristics, 20: Reinforcing fiber cloth, 41: Mold, 43: Back film

Claims (9)

未硬化の熱硬化樹脂を少なくとも主材として含む樹脂と、強化繊維布と、を成形型内に配置する工程と、
前記強化繊維布及び前記樹脂に対してバックフィルムを覆う工程と、
前記成形型と前記バックフィルムにより形成された空間に対して真空引きを行う工程と、
前記樹脂を加熱することにより、前記真空引きした空間内の前記強化繊維布に前記樹脂を含浸させる工程と、
前記含浸後の樹脂をさらに前記樹脂が硬化する温度条件で加熱することにより硬化させる工程と、を少なくとも含む繊維強化プラスチックの製造方法であって、
前記製造方法は、前記樹脂として、所定の温度未満ではダイラタンシー特性を有し、かつ、前記所定の温度以上では少なくともチクソトロピー特性を有する樹脂を用い、
前記配置工程から前記真空引きの工程を、少なくとも前記所定の温度未満の温度条件下で行い、
前記含浸工程において、前記加熱を、前記樹脂を前記所定の温度以上、かつ、前記樹脂の熱硬化が開始する温度未満の温度条件下で行うことを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
Placing a resin containing at least an uncured thermosetting resin as a main material and a reinforcing fiber cloth in a mold;
Covering the back film against the reinforcing fiber cloth and the resin;
Evacuating the space formed by the mold and the back film;
Impregnating the resin into the reinforcing fiber cloth in the evacuated space by heating the resin; and
A step of curing the impregnated resin by further heating at a temperature condition at which the resin is cured,
The manufacturing method uses, as the resin, a resin having dilatancy characteristics below a predetermined temperature, and at least thixotropic characteristics above the predetermined temperature,
The vacuuming step from the placement step is performed at least under a temperature condition less than the predetermined temperature,
In the impregnation step, the heating is performed under a temperature condition that is equal to or higher than the predetermined temperature and lower than a temperature at which thermal curing of the resin starts.
前記樹脂は、未硬化の熱硬化性樹脂に粉末状の樹脂を含む樹脂であり、前記粉末状の樹脂は、少なくとも前記所定の温度以上で溶融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。   2. The fiber according to claim 1, wherein the resin is a resin including a powdery resin in an uncured thermosetting resin, and the powdery resin is melted at least at the predetermined temperature or more. A method of manufacturing reinforced plastics. 前記樹脂を含浸させる工程において、前記樹脂を加熱する前記温度条件は、前記樹脂を加熱したときに変化する前記樹脂の粘度が最低粘度値となる温度であることを特徴とする請求項1または2に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。   The temperature condition for heating the resin in the step of impregnating the resin is a temperature at which the viscosity of the resin that changes when the resin is heated is a minimum viscosity value. The manufacturing method of the fiber reinforced plastic as described in 2 .. 前記樹脂と前記強化繊維布とを成形型内に配置する工程において、前記強化繊維布と、前記樹脂としてフィルム状の樹脂と、を順次積層することにより前記配置を行う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。   The step of arranging the resin and the reinforcing fiber cloth in a mold includes performing the arrangement by sequentially laminating the reinforcing fiber cloth and a film-like resin as the resin. The manufacturing method of the fiber reinforced plastic in any one of 1-3. 強化繊維布に含浸させるための未硬化の熱硬化樹脂を少なくとも主材として含む繊維強化プラスチック用樹脂であって、
該樹脂は、前記熱硬化性樹脂が未硬化の状態において、所定の温度未満ではダイラタンシー特性を有し、前記所定の温度以上では、少なくともチクソトロピー特性を有することを特徴とする繊維強化プラスチック用樹脂。
A fiber reinforced plastic resin containing at least a main material of an uncured thermosetting resin for impregnating a reinforcing fiber cloth,
The resin for fiber-reinforced plastics, wherein the resin has dilatancy characteristics below a predetermined temperature and has at least thixotropic characteristics above the predetermined temperature when the thermosetting resin is uncured.
前記樹脂は、未硬化の熱硬化性樹脂に粉末状の樹脂を含む樹脂であり、前記粉末状の樹脂は、前記所定の温度以上で溶融することを特徴とする請求項5に記載の繊維強化プラスチック用樹脂。   The fiber reinforced according to claim 5, wherein the resin is a resin including a powdered resin in an uncured thermosetting resin, and the powdered resin is melted at the predetermined temperature or more. Resin for plastic. 前記熱硬化性樹脂は、少なくとも室温から前記所定の温度未満では、フィルム状の形状が保持可能な粘度を有することを特徴とする請求項5または6に記載の繊維強化プラスチック用樹脂。   The resin for fiber-reinforced plastics according to claim 5 or 6, wherein the thermosetting resin has a viscosity capable of maintaining a film shape at least from room temperature to less than the predetermined temperature. 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であり、前記粉末状の樹脂は固形エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の繊維強化プラスチック用樹脂。   The fiber-reinforced plastic resin according to any one of claims 5 to 7, wherein the thermosetting resin is an epoxy resin, and the powdery resin is a solid epoxy resin. 前記請求項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により製造された繊維強化プラスチックであって、前記強化繊維布は、織物状強化繊維布からなることを特徴とする繊維強化プラスチック。   A fiber reinforced plastic produced by the method for producing a fiber reinforced plastic according to any one of claims 1 to 4, wherein the reinforced fiber cloth comprises a woven fiber cloth. .
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