JP2019503281A - 繊維強化複合体における又はこれに関連する改良 - Google Patents
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Abstract
Description
プリプレグは、未硬化状態の樹脂に含浸され、硬化の準備にある繊維及び/又はファブリックを表すために使用される用語である。繊維は、トウ(tow)又はファブリックの形態であってもよい。トウ又はファブリックには、一般的に、フィラメントと称される複数の細い繊維が含まれる。プリプレグに使用される繊維材料及び樹脂は、硬化した複合体材料に必要とされる特性、また、その複合体材料が使用される用途に応じて選択される。
このような用途に使用する樹脂の好ましいファミリーには、硬化性エポキシ樹脂があり、硬化剤及び硬化剤促進剤は、硬化サイクル時間を短縮するために、通常は樹脂中に含まれる。エポキシ樹脂は、硬化後、脆くなり、衝撃を受けると、最終的な積層体に、ひび(crack)や割れ(furacture)を生じ得るが、非常に適切な樹脂であり、それ故に、エポキシ樹脂中に熱可塑性樹脂又はゴム等の靭化材料を含ませるのが一般的な方法である。
積層体を形成した後、それを必要な形状に切断してもよい。これによると、無駄で不経済となり得るオフカットを生じる。
複合体は、自動車、航空機、鉄道車両、ボート及び船舶等の物品に、強度と補強を提供するのに使用することができる。特に、複合体は、金属部品に積層して、補強しつつ、特に部品の重量も減少させることができる。必要とされる補強の程度は、部品の長さに沿って、又はその幅に亘って変化させることができる。例えば、部品の特定の領域では、それらの領域がクラッシュをより受け易い可能性がある、即ち、それらの領域が、物品の受け得る外力が他の場所よりも大きい場所にある可能性があるので、余分な強度を必要とする場合がある。
自動車、ボート等の輸送機関の設計では、その輸送機関が受ける可能性のある応力を評価し、それに応じて、特定の領域で必要とされる補強の程度を調節する。
複合体は、特定の用途に適合するように切断することによって、更に適合させることができる。これには、無駄で非効率的となり得るスクラップ複合体材料を生じるという欠点がある。
本発明は、上記の問題を解決するか、又は少なくとも軽減し、及び/又は一般的に改良することを目的とする。
別の発明によると、潜在的に応力を受ける場所で使用される強化複合体材料の層の数は、それらの場所で評価される潜在的な応力に応じて決定されるが、より高い応力に対する潜在性がある場所で、複合体材料のより多い層が提供される。
第1の態様では、本発明は、強化複合体材料の複数の層を含む強化複合体を提供するが、潜在的に応力を受ける場所で使用される強化複合体材料の層の数は、それらの場所で評価される潜在的な応力に応じて決定され、且つより高い応力に対する潜在性がある場所には、複合体材料のより多い層が提供される。
強化複合体は、任意の基体、特に金属製基体、木製基体及びプラスチック製基体に、強化材料として提供することができる。基体は、自動車、ボート、航空宇宙輸送機関等に使用される部品であってもよい。従って、本発明は、更に、複合体材料を積層することによって強化される基体を提供するが、その複合体材料の厚さは、基体の表面に亘って変化し、より高い応力を受ける潜在性を有する基体上の場所には、複合体材料のより厚い断片が提供される。
本発明で使用される強化複合体は、基体の強化に使用することができる。好ましい実施形態では、強化複合体は、複合体を基体に接着するための接着剤を更に含む。接着剤は、強化複合体と基体材料との間の結合を改良する。
一体成形材料には、成形材料を型表面から剥離するための剥離材料が更に含まれ得る。好適な剥離材料には、ポリオレフィンフィルム材料が含まれ得る。好ましくは、ポリオレフィンフィルム材料には、C2(ポリエチレン)からC6の範囲の種々のポリオレフィンポリマー及び/又はそのコポリマーの多数の層が含まれ得る。
他の好適な剥離材料には、フッ素化熱可塑性フィルム(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリフッ化ビニル(PVF));塩素化熱可塑性フィルム(例えば、ポリ塩化ビニル(PVC));低表面エネルギー熱可塑性フィルム(例えば、ポリメチルペンテン(PMP));低表面エネルギーを有するように化学的に改質された熱可塑性フィルム(例えば、シロキサン処理ポリエチレンテレフタラート(PET));薄い金属箔(例えば、アルミニウム);予備硬化熱硬化性繊維強化積層体;低融点ワックス(例えば、パラフィンワックス)若しくは合成ワックス(例えば、置換アミドワックス)若しくは脂肪酸の塩(例えば、ステアリン酸カルシウム)のフィルム;低融点ワックス(例えば、パラフィンワックス)若しくは合成ワックス(例えば、置換アミドワックス)若しくは脂肪酸の塩(例えば、ステアリン酸カルシウム)を注入された織った繊維若しくはベール層;又はこれらの混合物が含まれ得る。好ましい実施形態では、剥離フィルムには、剥離側と非剥離側とがある。
接着剤層は、好ましくは、織布又はスクリムを含む。スクリムは、成形材料と基体材料との間の結合線の厚さを制御する。これにより、シート成形コンパウンド又はブランクが成形中に圧力を受ける場合に、接着剤が基体の表面から確実に剥がれないようにできる。スクリムは、接着剤層を塗布する前に、成形材料上に提供することができる。
本発明による強化複合体には、硬化されて前記強化複合体を生成する、強化材料と樹脂材料との複合体が含まれる。硬化プロセスは、架橋プロセスによって、可塑性物質から樹脂を転化する。分子鎖を化学的活性部位で反応させて、硬い3次元構造に結合させるエネルギー及び/又は触媒を添加する。架橋プロセスによって、より大きい分子量を有する分子が形成され、より高い融点を有する材料になる。反応中、融点が周囲の周囲温度よりも高くなるように分子量が増加し、材料は固体材料になる。
強化複合体材料には、天然繊維(例えば、亜麻、麻、藁、干し草、海草、玄武岩)、ガラス繊維、アラミド、PAN又は炭素繊維、並びに炭素繊維及びガラス繊維等、これらの混合物等の繊維材料が含まれ得る。上記のように、繊維強化材料には、繊維材料の多数の層も含まれ得る。好ましくは、繊維強化層には、配向繊維が含まれる。
繊維材料層には、55から10000gsm(g/m2)、好ましくは100から8000gsm、より好ましくは150から4000gsmの範囲の重量が含まれ得る。繊維層の厚さは、0.05mmから10mm、好ましくは0.1mmから8mmの範囲であり得る。
本発明の好ましい実施形態では、強化複合体の繊維は、強化複合体の任意の特定の場所で使用される材料の種々の層で異なる方向に配列される。例えば、均一な厚さの複合体材料のベースの断片には、幾つかの層が含まれていてもよく、その層内の繊維の配向は、互いに平行であるか又は90°であってもよい。高い応力に対する潜在性が認識される場所で提供される複合体材料の追加的な層は、ベースの層の繊維に対して90°で配列させ得る。以下の表1は、一方向の繊維に基づく成形材料の層を、異なる配向の繊維についてどのように積層し得るかを示す。
本発明の強化複合体には、繊維強化材と強化複合体が付着される基体との間のガルバニックカップリングを防止するための絶縁層が含まれ得る。これは、金属基体と炭素繊維強化材にとって、金属の腐食を防止するのに特に有利である。
接着剤層を使用する場合は、その接着剤層に、基体材料と繊維強化材料との間のガルバニックカップリングを防止するための絶縁層が更に含まれていてもよい。接着剤層中の絶縁層は、接着剤又は別の材料によって形成し得る。接着剤中の絶縁層材料は、成形材料の絶縁層材料と異なっていてもよい。
絶縁層には、1S/m以下、好ましくは0.1S/m以下、より好ましくは0.01S/m以下、又は前記範囲の組み合わせの導電率を有する適切な絶縁層材料が含まれ得る。好適な絶縁材料には、ガラス繊維、亜麻、麻、ゴム、ポリアミド又はエチレン/酢酸ビニルコポリマー等の熱可塑性樹脂が含まれ得る。絶縁材料は、ベール、ファブリックのスクリムの形態であってもよい。
多段階硬化の場合、繊維強化複合体の層の典型的な初期硬化サイクルには、周囲温度から、30から200℃まで、好ましくは30から160℃までの温度への昇温が含まれ、続いて、30から200℃、好ましくは50から160℃、より好ましくは80から150℃の範囲の一定の温度で、1秒から10時間、好ましくは10秒から1時間、1分から1時間、1分から45分又は1分から30分又は1から30分及び/又は前記期間の組み合わせの範囲の時間、保圧段階(dwell stage)を行ってもよい。保圧段階の後、温度を更に60から200℃、好ましくは60から160℃の温度に上昇させ、続いて60から200℃、好ましくは60から160℃、より好ましくは80から160℃の範囲の一定の温度で、1秒から10時間、好ましくは10秒から1時間、1分から1時間、1分から45分又は1分から30分又は1から30分及び/又は前記期間の組み合わせの範囲の時間、硬化段階を行う。
しかしながら、好ましくは、そして有利には、物品は、60から200℃、好ましくは80から160℃の範囲の温度で、20秒から8分、好ましくは40秒から3分、より好ましくは60秒から120秒及び/又は上記期間の組み合わせの期間に亘って単一の工程で成形される。物品は硬化されてもよいし、部分硬化されてもよい。部分硬化物品は、組み立て又はコーティング等の他のその後の製造工程中に硬化が進行し得る。
オフカット又はスクラップは、シート材料に固定してもよい。オフカット又はスクラップは、それらを固定する前に多数の繊維部材に切断してもよい。シート材料は、突出部、溝部又は複雑な湾曲部の表面を形成するために適用してもよい。
本発明では、追加的なプライ(ply)を含む選択された領域に、テープ材料の多数のプライを含む積層体を使用することができる。各プライには、互いに平行に配置されたテープ(コース(course)とも称される)の1つ以上の断片が含まれ、各プライは1つ以上の下にあるプライに融合される。積層体中、各プライの形状、及び他のプライの繊維に対するそのプライの繊維の配向又は角度は、最終的な生成物品がその表面に亘って所望の構造的特性を有するように選択される。
別の発明によれば、スタックを形成する強化複合体材料の複数の層を含む強化複合体であって、その複合体材料の少なくとも1つの層が、配向樹脂含浸繊維部材を含む成形コンパウンドを含み、前記繊維部材は、スタックに配置される前に、強化複合体材料を切断することに由来するオフカット又はスクラップ材料から得られる。
更なる実施形態では、成形コンパウンドは、繊維部材がランダムに配向したシート又は層の形態である。好ましくは、繊維部材には一方向繊維が含まれる。
更なる実施形態では、繊維部材は配向後に固定される。
成形コンパウンド層は、スタックの使用時の応力の評価に従って、スタック内の他の場所と比較して、高い使用時の応力を受けるスタック内の1つ以上の場所で使用される。
本発明の更に別の実施形態では、配向樹脂含浸繊維部材を含む成形コンパウンドが提供され、この繊維部材は、スタックを形成する強化複合体材料の複数の層を含む強化複合体を切断することに由来するオフカット又はスクラップ材料から得られる。好ましくは、オフカット又はスクラップ材料は、強化複合体材料の多数の層を含むオフカット又はスクラップ材料を分離することに由来する。
成形コンパウンドは、突出部、凹凸部、溝部及び複雑な湾曲部の形状の1つ以上を含む成形複合体部分の特定の形状を形成するように適合され得る。
繊維部材は、加熱することによって固定されて、シートを形成し得る。その部材は60から80℃の温度に加熱される。
繊維部材は、配向の後に固定される。
最後に、更なる実施形態にて、
a)強化複合体材料の複数の層を提供すること、
b)スタックを形成すること、
c)前記スタックを切断して、オフカット又はスクラップ材料を得ること、
d)前記オフカット又はスクラップ材料を繊維部材に分離すること、
e)前記繊維部材を配向させること、及び
f)前記繊維部材を固定して、層を形成すること、
を含む成形コンパウンドを製造する方法を提供する。
好ましい実施形態では、複合体材料の少なくとも1つの層には、成形コンパウンドをスタック内に配置する段階を含む本発明の方法によって得られる成形コンパウンドが含まれる。
本発明は、添付図面を参照して説明される。
図1は、本発明の一実施形態に従う複合体強化材料の4つの強化部分を示す。
図2は、図1の線A−Aにおける断面図である。
図3は、図1の線B−Bにおける断面図である。
図4は、図1の線C−Cにおける断面図である。
図1は、材料の断片が場所(2)から除去されているベースの断片(1)をそれぞれ有する4つの部分を示す。
図2、3及び4は、得られた多層の複合体が、線B−Bに沿って追加的な強化材をどのように提供し、線A−A及び線C−Cに沿った種々の場所で局所化した追加的な強化材をどのように提供するかを示す。また、図2、3及び4は、種々の層の繊維の配向を、必要に応じてどのように変化させ得るかも示す。
図2及び図4のパート1及び3について示すように、局所化した追加的な強化材を有する構造的な強化材を提供するのに示された材料は、金属製の自動車部品等の基体に積層するのに適している。
Claims (20)
- 強化複合体材料の複数の層を含む強化複合体であって、潜在的に応力を受ける場所で使用される強化複合体材料の層の数が、それらの場所で評価される前記潜在的な応力に応じて決定され、且つ複合体材料のより多くの層が、より高い応力に対する潜在性がある場所で提供される、強化複合体。
- 基体に強化材料として提供される、請求項1に記載の強化複合体。
- 前記基体が、金属製基体、木製基体及びプラスチック製基体から選択される、請求項2に記載の強化複合体。
- 前記基体が、自動車、ボート又は航空宇宙用輸送機関に使用される部品である、請求項3に記載の強化複合体。
- 前記強化複合体を前記基体に接着するための接着剤を更に含む、請求項2から4のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 前記強化複合体を金型表面から剥離するための剥離材料を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 強化材料と、硬化されて強化複合体を生成する樹脂材料との複合体を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 熱硬化性樹脂マトリクス中に埋め込まれた強化繊維を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂である、請求項8に記載の強化複合体。
- 前記樹脂材料が、靭化剤を含む、請求項9に記載の強化複合体。
- 前記繊維強化材が、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維又はこれらの混合物を含む、請求項8から10のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 前記繊維強化材が、一方向のもの、織物、細断されたもの、二軸織物又は三軸織物である、請求項8から11のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 前記強化複合体中の前記繊維が、前記強化複合体中の任意の特定の場所で使用される材料の種々の層において、異なる方向に配列している、請求項12に記載の強化複合体。
- 前記強化複合体を基体に付着させる場合に前記繊維強化材と前記基体との間のガルバニックカップリングを防止する絶縁層を含む、請求項8から13のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 高い応力に脆弱であると認識される場所で提供される複合体材料の追加的な層の少なくとも1つが、オフカット又はスクラップ材料である、請求項1から14のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 追加的なプライを含む選択された領域に、テープ材料の多数のプライを含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の強化複合体。
- 複合体材料の積層によって強化される基体であって、前記複合体材料の厚さが、前記基体の表面に亘って変化し、より高い応力を受ける潜在性を有すると評価された前記基体上の場所に、前記複合体材料のより厚い断片が提供される、基体。
- 前記基体が金属を含む、請求項17に記載の強化された基体。
- 前記基体が鋼又はアルミニウムを含む、請求項18に記載の基体。
- 請求項17から19のいずれか一項に記載の基体を含む、自動車部品。
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IT202000004858A1 (it) * | 2020-03-09 | 2021-09-09 | Enrico Raimondo | Articolo realizzato con elementi in fibra di rinforzo e metodo di realizzazione dello stesso |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04530U (ja) * | 1990-04-13 | 1992-01-06 | ||
WO1999010168A1 (fr) * | 1997-08-21 | 1999-03-04 | Toray Industries, Inc. | Element structural en metal leger/plastique renforce par fibres de carbone |
US20140255646A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-11 | The Boeing Company | Forming Composite Features Using Steered Discontinuous Fiber Pre-Preg |
JP2015178241A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | トヨタ自動車株式会社 | 繊維強化樹脂材の製造方法 |
Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
DE59907628D1 (de) * | 1999-06-18 | 2003-12-11 | Blechformwerke Bernsbach Ag | Verfahren zum Herstellen eines funktionellen Hochleistungs-Schalenbauteils, Platine zum Durchführen des Verfahrens, und nach dem Verfahren hergestellter Hochleistungs-Schalenbauteil |
US8206823B2 (en) * | 2008-04-14 | 2012-06-26 | The Boeing Company | System and method for fabrication of integrated lightning strike protection material |
DE102008039869B4 (de) * | 2008-08-27 | 2016-11-03 | Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Herstellen von Leichtbauteilen |
CN102216055A (zh) * | 2008-11-12 | 2011-10-12 | Lm玻璃纤维制品有限公司 | 用纤维材料制造层压部件的方法 |
CN103318203B (zh) * | 2012-10-12 | 2015-09-23 | 北京航空航天大学 | 带有仿机翼的空气动力悬浮列车的轻质复合材料车厢结构 |
CN103106099B (zh) * | 2012-11-20 | 2016-08-24 | 南车长江车辆有限公司 | 一种针对于厚板的仿真方法 |
CN203114191U (zh) * | 2013-04-02 | 2013-08-07 | 大庆汉维长垣高压玻璃钢管道有限公司 | 小角度缠绕的玻璃钢油管 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04530U (ja) * | 1990-04-13 | 1992-01-06 | ||
WO1999010168A1 (fr) * | 1997-08-21 | 1999-03-04 | Toray Industries, Inc. | Element structural en metal leger/plastique renforce par fibres de carbone |
US20140255646A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-11 | The Boeing Company | Forming Composite Features Using Steered Discontinuous Fiber Pre-Preg |
JP2015178241A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | トヨタ自動車株式会社 | 繊維強化樹脂材の製造方法 |
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