JP2019217694A - 繊維強化樹脂複合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下に示す実施例1に係る繊維強化樹脂複合体1と比較例1に係る繊維強化樹脂複合体101とを、VaRTM法を用いて製造し、それらの機械的性質をそれぞれ評価した。なお、以下では、便宜上、比較例1に係る繊維強化樹脂複合体101の構成についても、上記実施形態と同様な参照符号を付して説明する。このことは、後に説明する比較例2および3に係る繊維強化樹脂複合体についても同じである。
実施例1に係る繊維強化樹脂複合体1は、上記実施形態と同じく4枚の繊維シート9a,9b,9c,9dからなる繊維質基材3を用いて製造した。成形型33にセットしたときの第1方向に対する第1繊維シート9aの繊維配向、第2繊維シート9bの繊維配向、第3繊維シート9cの繊維配向および第4繊維シート9dの繊維配向は、それぞれ−45°、45°、90°、0°である。これら第1〜第4繊維シート9a,9b,9c,9dには、それぞれ炭素繊維からなるNCFを用いた。マトリックス樹脂5としては、エポキシ樹脂を用いた。また、サイジング剤としては、ビスフェノールAエポキシと不飽和ポリエステルの混合物を用いた。
図11に、比較例1に係る繊維強化樹脂複合体101を構成する繊維質基材3の積層構造の概念図を示す。比較例1に係る繊維強化樹脂複合体101も、上記実施例と同じく4枚の繊維シート9a,9b,9c,9dからなる繊維質基材3を用いて製造した。図11に示すように、成形型33にセットしたときの第1繊維シート9aの繊維配向、第2繊維シート9bの繊維配向、第3繊維シート9cの繊維配向および第4繊維シート9dの繊維配向は、それぞれ0°、90°、45°−45°である。第1〜第4繊維シート9a,9b,9c,9d、マトリックス樹脂5およびサイジング剤には、上記実施例1と同じものを採用した。
以下に示す実施例2に係る繊維強化樹脂複合体1と比較例2および3に係る繊維強化樹脂複合体とを、VaRTM法を用いて製造し、それらの機械的性質をそれぞれ評価した。
実施例2に係る繊維強化樹脂複合体1は、上記実施形態と同じく4枚の繊維シート9a,9b,9c,9dからなる繊維質基材3を用いて製造した。成形型33にセットしたときの第1方向に対する第1繊維シート9aの繊維配向、第2繊維シート9bの繊維配向、第3繊維シート9cの繊維配向および第4繊維シート9dの繊維配向は、それぞれ−45°、45°、90°、0°である。これら第1〜第4繊維シート9a,9b,9c,9dには、それぞれ炭素繊維からなるNCFを用いた。マトリックス樹脂5としては、エポキシ樹脂を用いた。また、サイジング剤としては、ビスフェノールAエポキシと不飽和ポリエステルの混合物を用いた。繊維強化樹脂複合体1の厚さは0.8mmとした。
図16に、比較例2に係る繊維強化樹脂複合体を構成する繊維質基材3の積層構造の概念図を示す。比較例2に係る繊維強化樹脂複合体も、上記実施例2と同じく4枚の繊維シート9a,9b,9c,9dからなる繊維質基材3を用いて製造した。図16に示すように、成形型33にセットしたときの第1繊維シート9aの繊維配向、第2繊維シート9bの繊維配向、第3繊維シート9cの繊維配向および第4繊維シート9dの繊維配向は、それぞれ−45°、90°、45°、0°である。第1〜第4繊維シート9a,9b,9c,9d、マトリックス樹脂5およびサイジング剤には上記実施例2と同じものを採用し、上記実施例2と同じ厚さで維強化樹脂複合体を成形した。
図17に、比較例3に係る繊維強化樹脂複合体を構成する繊維質基材3の積層構造の概念図を示す。比較例3に係る繊維強化樹脂複合体も、上記実施例2と同じく4枚の繊維シート9a,9b,9c,9dからなる繊維質基材3を用いて製造した。図17に示すように、成形型33にセットしたときの第1繊維シート9aの繊維配向、第2繊維シート9bの繊維配向、第3繊維シート9cの繊維配向および第4繊維シート9dの繊維配向は、それぞれ90°、−45°、45°、0°である。第1〜第4繊維シート9a,9b,9c,9d、マトリックス樹脂5およびサイジング剤には上記実施例と同じものを採用し、上記実施例2と同じ厚さで維強化樹脂複合体を成形した。
3 繊維質基材
5 マトリックス樹脂
7 強化繊維
9 繊維シート
11 補助糸
13 繊維束
15 凹条
31 成形装置
33 成形型
35 成形面
37 バッグ材
39 シール部材
41 成形空間
43 剥離シート
45 樹脂拡散媒体
47 樹脂供給装置
49 吸引装置
51 樹脂貯留タンク
53 樹脂供給配管
55 開閉弁
57 吐出レール
59 吐出孔
61 注入ポート
63 真空ポンプ
65 減圧配管
67 樹脂回収タンク
69 開閉弁
71 吸引レール
73 吸引孔
75 減圧ポート
Claims (6)
- 多数本の強化繊維(7)が一方向に引き揃えられた繊維シート(9)を複数枚積層してなる繊維質基材(3)を成形型(33)にセットするセットステップと、
前記成形型(33)にセットした前記繊維質基材(3)をバッグ材(37)で覆って密封する密封ステップと、
前記成形型(33)と前記バッグ材(37)との間の成形空間(41)を前記繊維質基材(3)のシート面方向における一方側に設けられた減圧ポート(75)を通じて減圧すると共に、前記成形空間(41)に対し前記繊維質基材(3)のシート面方向における他方側に設けられた注入ポート(61)からマトリックス樹脂(5)を注入することにより、前記繊維質基材(3)に前記マトリックス樹脂(5)を含浸させる含浸ステップと、を含む繊維強化樹脂複合体の製造方法であって、
前記セットステップでは、
前記繊維質基材(3)として、複数の前記繊維シート(9)のうち前記成形型(33)の成形面(35)とは反対側の端に位置する第1繊維シート(9a)の繊維方向と、前記第1繊維シート(9a)と隣り合う第2繊維シート(9b)の繊維方向とが互いに交差する繊維質基材(3)を用い、
前記繊維質基材(3)を、前記第1繊維シート(9a)の繊維方向が前記注入ポート(61)から前記減圧ポート(75)に向かう第1方向に対して当該繊維質基材(3)のシート面方向のうち前記第1方向と直交する第2方向における一側に向けて傾斜し、且つ、前記第2繊維シート(9b)の繊維方向が前記第1方向に対して当該繊維質基材(3)のシート面方向のうち前記第2方向における他側に向けて傾斜するように、前記成形型(33)にセットする
ことを特徴とする繊維強化樹脂複合体の製造方法。 - 請求項1に記載された繊維強化樹脂複合体の製造方法において、
前記セットステップでは、前記繊維質基材(3)を、前記第1方向に対して前記第1繊維シート(9a)の繊維方向がなす角度と前記第2繊維シート(9b)の繊維方向がなす角度とが同程度となるように、前記成形型(33)にセットする
ことを特徴とする繊維強化樹脂複合体の製造方法。 - 請求項1または2に記載された繊維強化樹脂複合体の製造方法において、
前記セットステップでは、前記繊維質基材(33)として、前記第2繊維シート(9b)よりも前記成形型(33)側に位置する第3繊維シート(9c)と、該第3繊維シート(9c)よりも前記成形型(33)側に位置する第4繊維シート(9d)と、を含み、前記第3繊維シート(9c)の繊維方向と前記第4繊維シート(9d)の繊維方向とが、互いに交差し、且つ前記第1繊維シート(9a)の繊維方向と前記第2繊維シート(9b)の繊維方向とにもそれぞれ交差する繊維質基材(3)を用いる
ことを特徴とする繊維強化樹脂複合体の製造方法。 - 請求項3に記載された繊維強化樹脂複合体の製造方法において、
前記セットステップでは、前記繊維質基材(3)として、前記第1繊維シート(9a)の繊維方向と前記第2繊維シート(9b)の繊維方向とが互いに直交し、且つ、前記第3繊維シート(9c)の繊維方向と前記第4繊維シート(9d)の繊維方向とが互いに直交する繊維質基材(3)を用いる
ことを特徴とする繊維強化樹脂複合体の製造方法。 - 請求項3または4に記載された繊維強化樹脂複合体の製造方法において、
前記セットステップでは、前記繊維質基材(3)を、前記第1繊維シート(9a)および前記第2繊維シート(9b)のうち一方の繊維シート(9)における繊維方向が前記第1方向に対して−45°の角度をなし、且つ、他方の繊維シート(9)における繊維方向が前記第1方向に対して45°の角度をなすように、前記成形型(33)にセットする
ことを特徴とする繊維強化樹脂複合体の製造方法。 - 請求項3〜5のいずれか1項に記載された繊維強化樹脂複合体の製造方法において、
前記セットステップでは、前記繊維質基材(3)を、前記第3繊維シート(9c)および前記第4繊維シート(9d)のうち一方の繊維シート(9)における繊維方向が前記第1方向に対して0°の角度をなし、且つ、他方の繊維シート(9)における繊維方向が前記第1方向に対して90°の角度をなすように、前記成形型(33)にセットする
ことを特徴とする繊維強化樹脂複合体の製造方法。
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