JP2771945B2 - プリプレグ成形用巻き締めフィルムおよびそれを用いたfrp製品の製造方法 - Google Patents
プリプレグ成形用巻き締めフィルムおよびそれを用いたfrp製品の製造方法Info
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Description
化繊維を用いたプリプレグを成形するときに使用するプ
リプレグ成形用巻き締めフィルムに関するものである。
またそのプリプレグ成形用巻き締めフィルムを用いてF
RP製品を製造する方法に関するものである。
強材にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させたものは、プ
リプレグと称される。このプリプレグを炉に入れて加熱
処理すれば、FRP(繊維強化プラスチックス)製品が
製造される。
のFRP製品を製造するときは、補強材に樹脂を含浸さ
せたプリプレグを芯体(マンドレル)の外面に配置した
後、プリプレグの上からテープ状のプリプレグ成形用巻
き締めフィルムを強くスパイラル巻きし、ついで全体を
炉に供給して加熱処理することにより形決めと硬化反応
とを行い、最後に、得られたFRP製品からプリプレグ
成形用巻き締めフィルムを剥離除去する。
成形用巻き締めフィルムを巻回する理由は、加熱処理に
際しては、まず前段で樹脂の流動化(ゲル化)が起こ
り、ついで後段で樹脂の硬化反応が起こるので、加熱工
程の前段においては、形状を決めると共にゲル化時に生
ずる泡をフィルムの隙間から押し出すためにプリプレグ
を強く締め付けることが必要となるからである。殊に薄
手のプリプレグを用いるときは、含浸樹脂量が少ないの
で、きっちりと締め付けないと成形を行いにくい。
ムには、巻回時の張力に耐える強度を有すること、加熱
処理時に適度に収縮してプリプレグを強く締め付ける性
質を有すること、加熱処理時の高温に耐えること、プリ
プレグ成形後のFRP製品から円滑に巻き戻し剥離する
ことができることが要求される。
めフィルムとして、 ・ 30〜40μm 程度の厚みの二軸延伸ポリプロピレ
ン単体フィルム、 ・ 二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(一
般には単にポリエステルフィルムと言われている)の片
面にシリコーン系剥離剤を焼き付けることにより剥離性
を付与したフィルム が使用されている。
伸ポリプロピレン単体フィルムからなるプリプレグ成形
用巻き締めフィルムは、耐熱性や引張強度が必ずしも充
分ではない上、張力をかけて巻回するときにフィルムが
伸びてしまう傾向があり、その結果、加熱処理時の締め
付け力が不足するという問題点がある。
系剥離剤を焼き付けたフィルムからなるプリプレグ成形
用巻き締めフィルムは、張力をかけて巻回しても伸びを
生じないが、加熱処理時にほとんど収縮しないために締
め付け力がなく、その結果、プリプレグの樹脂のゲル化
時にフィルムの隙間から泡を押し出す力が働かず、FR
P製品の表面にボイドが残りやすいという問題点があ
る。またシリコーン系剥離剤がFRP製品の表面に移行
することを完全には防止できないので、プリプレグ成形
後にそのフィルムを剥離してからFRP製品に仕上げ塗
装を行うときに、はじきを生じたり、密着性不足を生じ
たりするという問題点もある。
面に二軸延伸ポリプロピレンフィルムを積層した2層フ
ィルムをプリプレグ成形用巻き締めフィルムとして用い
ることも検討されている。
層フィルムの二軸延伸ポリプロピレンフィルム側を内側
にしてスパイラル巻きして加熱処理に供し、流動した樹
脂が巻回フィルムの隙間から若干浸み出ると共に泡も押
し出すようにしたときに、その浸出樹脂の硬化物が二軸
延伸ポリエステルフィルムに強固に付着するため、スパ
イラル巻きしたフィルムの巻き戻し剥離に際しテープ切
れを生ずるというトラブルがある。
走査することにより巻き締めフィルムの部分のみをカッ
トしてから巻き締めフィルムを剥離することが必要とな
るが、そのようにすることは作業性が悪い上、熟練して
もカッターの刃でFRP製品を傷つけて失敗品を作るこ
とが多くなる。
度、締め付け性、耐熱性、円滑剥離性の要求性質を全て
兼ね備えたプリプレグ成形用巻き締めフィルムを提供す
ること、およびそのようなプリプレグ成形用巻き締めフ
ィルムを用いてFRP製品を製造する方法を提供するこ
とを目的とするものである。
用巻き締めフィルムは、強度および耐熱性のあるベース
フィルム(11)の両面に熱収縮可能な非極性フィルム(1
2), (12)を設けた構成を有するものである。
(3) の外面に設置したプリプレグ(2)の上から、強度お
よび耐熱性のあるベースフィルム(11)の両面に熱収縮可
能な非極性フィルム(12), (12)を設けた構成を有するプ
リプレグ成形用巻き締めフィルム(1) を巻回した後、全
体を加熱処理することを特徴とするものである。
度および耐熱性のあるベースフィルム(11)の両面に熱収
縮可能な非極性フィルム(12), (12)を設けた構成を有す
る。
リエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリブチ
レンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナ
フタレートフィルムなどの二軸延伸ポリエステルフィル
ムが好適に用いられる。これらのほか、芳香族ポリアミ
ドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルスルホ
ンフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポ
リエーテルエーテルケトンフィルムなどのフィルムやそ
れらの延伸フィルムも用いることができる。
リオレフィン系フィルム、殊に二軸延伸ポリプロピレン
フィルムが好適に用いられる。このほか、超高分子量ポ
リエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポ
リメチルペンテンフィルム、フッ素系樹脂などの延伸フ
ィルムも用いることができる。
ィルム(12)の厚さは、前者が5〜30μm 程度(好まし
くは7〜20μm 、さらに好ましくは8〜15μm )、
後者が1層につき2〜10μm 程度(好ましくは3〜8
μm )が適当である。また(12)/(11)/(12)の層構成を有
するプリプレグ成形用巻き締めフィルム(1) 全体の厚さ
は15〜40μm 程度(好ましくは17〜30μm )が
適当であり、その厚さが余りに薄いときは強度、耐熱
性、収縮時の締め付け力が不足し、余りに厚いときは巻
回時に段差ができるので、FRP製品の表面状態が悪く
なる。
ム(12), (12)を形成する方法としては、ドライラミネー
ト法をはじめとする種々の方法が採用される。この場
合、層間密着性を増すために、ベースフィルム(11)の両
面にはコロナ放電処理、酸化炎処理、粗面化処理、アン
カーコーティング処理などの表面処理、殊にコロナ放電
処理を施しておくことが望ましい。
巻き付けたプリプレグ(2) の上からプリプレグ成形用巻
き締めフィルム(1) を巻回した後、加熱処理する方法が
採用される。これにより目的とする成形品が得られる。
ちゅうをはじめとする熱伝導性の良い金属製のパイプや
ロッドが用いられる(およそ25mm径を境にして、それ
よりも径が小さいときはロッド、それよりも径が大きい
ときはパイプとすることが多い)。
ガラス繊維、ボロン繊維、芳香族ポリアミド繊維、アル
ミナ繊維などの繊維からなる糸、ロービング、ヤーン、
クロス、マットを積層状にした補強材に、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂、ジアリルフタレート樹脂などの樹脂を含浸させたプ
リプレグが用いられ、特にカーボン繊維製の補強材にエ
ポキシ樹脂を含浸させたものが重要である。
グ(2) の上からは、プリプレグ成形用巻き締めフィルム
(1) を巻回する。そのときの巻回方法としては、プリプ
レグ成形用巻き締めフィルム(1) として適当な巾のテー
プ状のものを用いてスパイラル巻きする方法が好適に採
用される。巻回時の張力は、15mm巾の場合で3〜6kg
程度とすることが多い。
わち、前段では比較的低温で形決めをし、ついで昇温し
て高温で加熱処理する方法を採用するのが通常である。
プリプレグ(2) がカーボン繊維製の補強材にエポキシ樹
脂を含浸させたものである場合、前段では80℃前後で
数10分加熱し、後段では130℃前後で数時間加熱す
ることが多い。
から、プリプレグ成形用巻き締めフィルム(1) を剥離除
去する。これにより目的とするFRP製品が得られるの
で、必要に応じ塗装などの仕上げ工程に供する。FRP
製品の例としては、ゴルフクラブシャフト、釣竿、機械
装置のシャフト類、自動車部品、産業用部品、民生用部
品などがあげられる。
(1) は、熱収縮可能な非極性フィルム(12)/強度および
耐熱性のあるベースフィルム(11)/熱収縮可能な非極性
フィルム(12)の層構成を有する。ベースフィルム(11)は
強度および耐熱性を確保する役割を果たし、さらには非
極性フィルム(12)が過度に熱収縮性するのを抑制する役
割も果たす。非極性フィルム(12)は、加熱時に熱収縮し
てプリプレグを締め付ける作用およびFRP製品からフ
ィルム(1) を剥離するときの円滑剥離性を確保する役割
を果たす。
このような特定の3層構成を有するため、厚さが薄くし
ても巻回に必要な強度を有する上、加熱時に適度の収縮
を示して強い締め付け力を発揮し、加熱処理に耐える耐
熱性を有する。
締めフィルム(1) を剥離するときも、巻き締めフィルム
(1) の両面が非極性フィルム(12)からなるので、その剥
離を円滑に行うことができ、巻き戻しを機械的に行うこ
ともできる。なお前段の加熱処理中に樹脂が流動して巻
き締めフィルム(1) の隙間から若干浸み出るが、両面が
非極性フィルム(12)からなるので、浸出樹脂が硬化して
も巻き締めフィルム(1) の巻き戻し時に浸出樹脂の硬化
物がぽろぽろと落ち、剥離性は何ら損なわれない。
形用巻き締めフィルム(1) の巻回からその巻き戻し剥離
に至る一連の操作を円滑に行うことができる上、巻き締
め力が大きいので、寸法精度のすぐれたFRP製品を製
造することができる。
る。
例を示した斜視図であり、一部を切り欠き表示してあ
る。
1)として、両面をコロナ放電した厚さ12μm の二軸延
伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。ま
た熱収縮可能な非極性フィルム(12)として、厚さ5μm
の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを準備した。
トフィルムの片面にポリウレタン系の接着剤溶液をコー
ティングした後、乾燥により溶剤を揮発させてから、上
述の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを積層してキュア
し、ついで二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ムの他面にも同様にして二軸延伸ポリプロピレンフィル
ムをラミネートした。これにより、厚さ約25μm のプ
リプレグ成形用巻き締めフィルム(1) が得られたので、
これを15mm巾にカットしてテープ状となした。
明図である。
配列すると共にエポキシ樹脂を含浸した剥離シート付き
プリプレグ(2) を準備し、そのプリプレグ(2) の2枚を
互いに繊維配列方向が直交するように芯体(3) を一周し
て巻回した(巻回端部はわずかに重なるようにした)。
芯体(3) としては、ステンレス鋼でできたわずかにテー
パーを有する外径10mmのロッドを用いた。
作製した巾15mmのプリプレグ成形用巻き締めフィルム
(1) を、その端縁が巾の1/3だけ重なるように4kg/
15mm巾の張力で一重にスパイラル巻きした。
まで10分かけて昇温してこの温度で20分間加熱処理
し、ついで温度130℃にまで10分かけて昇温してこ
の温度で2時間加熱処理して樹脂の硬化反応を進めた
後、放冷により常温近くにまで冷却した。
グ成形用巻き締めフィルム(1) を巻き戻し剥離したが、
剥離操作は円滑であり、テープ切れを生ずることはなか
った。得られたFRP製品の寸法精度および表面状態は
良好であった。なお、前段の加熱処理中に樹脂が流動し
て巻き締めフィルム(1) の隙間から若干浸み出したが、
その浸出樹脂が硬化しても巻き締めフィルム(1) の剥離
性は何ら損なわれなかった。
リプレグ成形用巻き締めフィルム(1)は特定の3層構成
を有するため、厚さが薄くしても巻回に必要な強度を有
する上、加熱時に適度の収縮を示して強い締め付け力を
発揮し、また加熱処理に耐える耐熱性を有する。
き締めフィルム(1) を剥離するときも、巻き締めフィル
ム(1) の両面が非極性フィルム(12)からなるので、その
剥離を円滑に行うことができ、巻き戻しを機械的に行う
こともできる。なお前段の加熱処理中に樹脂が流動して
巻き締めフィルム(1) の隙間から若干浸み出るが、両面
が非極性フィルム(12)からなるので、浸出樹脂が硬化し
ても巻き締めフィルム(1) の巻き戻し剥離性は何ら損な
われない。
形用巻き締めフィルム(1) の巻回からその巻き戻し剥離
に至る一連の操作を円滑に行うことができる上、巻き締
め力が大きいので、寸法精度のすぐれたFRP製品を製
造することができる。
一例を示した斜視図であり、一部を切り欠き表示してあ
る。
説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】強度および耐熱性のあるベースフィルム(1
1)の両面に熱収縮可能な非極性フィルム(12), (12)を設
けた構成を有するプリプレグ成形用巻き締めフィルム。 - 【請求項2】ベースフィルム(11)が二軸延伸ポリエステ
ルフィルムである請求項1記載のプリプレグ成形用巻き
締めフィルム。 - 【請求項3】二軸延伸ポリエステルフィルムが両面に表
面処理を施したものである請求項2記載のプリプレグ成
形用巻き締めフィルム。 - 【請求項4】非極性フィルム(12)が二軸延伸ポリプロピ
レンフィルムである請求項1記載のプリプレグ成形用巻
き締めフィルム。 - 【請求項5】芯体(3) の外面に設置したプリプレグ(2)
の上から、強度および耐熱性のあるベースフィルム(11)
の両面に熱収縮可能な非極性フィルム(12), (12)を設け
た構成を有するプリプレグ成形用巻き締めフィルム(1)
を巻回した後、全体を加熱処理することを特徴とするF
RP製品の製造方法。 - 【請求項6】プリプレグ成形用巻き締めフィルム(1) の
巻回をスパイラル巻きにて行うことを特徴とする請求項
5記載のFRP製品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6043180A JP2771945B2 (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | プリプレグ成形用巻き締めフィルムおよびそれを用いたfrp製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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---|---|
JPH07227913A JPH07227913A (ja) | 1995-08-29 |
JP2771945B2 true JP2771945B2 (ja) | 1998-07-02 |
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Family Applications (1)
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JP6043180A Expired - Fee Related JP2771945B2 (ja) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | プリプレグ成形用巻き締めフィルムおよびそれを用いたfrp製品の製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2771945B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4631428B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-02-16 | 東レ株式会社 | Frp筒体、およびそれを用いた軸状部品、プロペラシャフト |
JP5273209B2 (ja) * | 2011-06-15 | 2013-08-28 | 立行 西川 | 超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法 |
-
1994
- 1994-02-16 JP JP6043180A patent/JP2771945B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07227913A (ja) | 1995-08-29 |
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