JP3261874B2 - 複合材料の製造方法および製造装置 - Google Patents
複合材料の製造方法および製造装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合材料の製造方法お
よび製造装置に関するものであり、特に、長尺化が可能
な複合材料の製造方法および製造装置に関するものであ
る。
よび製造装置に関するものであり、特に、長尺化が可能
な複合材料の製造方法および製造装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、複合材料の製造方法の１つとし
て、連続溶浸法が用いられてきた。この連続溶浸法と
は、細径の強化材の集合体からなる束を溶融マトリクス
材中に浸漬し、溶融金属を含浸させた後、含浸した溶融
マトリクス材を連続的に凝固させて、複合材料を製造す
る方法である。
て、連続溶浸法が用いられてきた。この連続溶浸法と
は、細径の強化材の集合体からなる束を溶融マトリクス
材中に浸漬し、溶融金属を含浸させた後、含浸した溶融
マトリクス材を連続的に凝固させて、複合材料を製造す
る方法である。
【０００３】従来、この連続溶浸法を用いた複合材料の
製造においては、強化材料の体積割合の制御および形状
の成形のために、ダイス等が用いられてきた。すなわ
ち、強化材束を溶融マトリクス材中に浸漬させ強化材束
とマトリクス材を複合した後、溶融マトリクス材の凝固
前にダイスを通して、余分なマトリクス材を絞り落とす
ことにより、繊維体積割合の制御および形状の成形を行
なう方法である。
製造においては、強化材料の体積割合の制御および形状
の成形のために、ダイス等が用いられてきた。すなわ
ち、強化材束を溶融マトリクス材中に浸漬させ強化材束
とマトリクス材を複合した後、溶融マトリクス材の凝固
前にダイスを通して、余分なマトリクス材を絞り落とす
ことにより、繊維体積割合の制御および形状の成形を行
なう方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のダイスを用いた複合材料の製造方法では、強化材
の体積割合が高い複合材料を製造する場合、単位断面積
あたりの繊維本数が増加するため、ダイス通過時の抵抗
が大きくなる。そのため、ダイス通過時に強化材の損傷
や破断が起こるという問題があった。また、ダイスとの
接触面において、複合材料表面が削られて強化材が露出
してしまうという問題もあった。
従来のダイスを用いた複合材料の製造方法では、強化材
の体積割合が高い複合材料を製造する場合、単位断面積
あたりの繊維本数が増加するため、ダイス通過時の抵抗
が大きくなる。そのため、ダイス通過時に強化材の損傷
や破断が起こるという問題があった。また、ダイスとの
接触面において、複合材料表面が削られて強化材が露出
してしまうという問題もあった。
【０００５】図８は、従来のダイスを用いた製造方法に
よる複合材料製造中のダイス周辺の状態を模式的に示す
図である。
よる複合材料製造中のダイス周辺の状態を模式的に示す
図である。
【０００６】図８を参照して、溶融マトリクス材２中に
浸漬された強化材束１は、ダイス３を通すことにより繊
維体積割合の制御および形状の成形が行なわれて複合材
料５が得られる。しかしながら、従来のダイスを用いた
製造方法では、ダイスを通す際に損傷、破断した強化材
や露出した強化材が強化材屑６となり、ダイス３下部に
蓄積して強化材束１の損傷および複合材料５の損傷を引
き起こす。
浸漬された強化材束１は、ダイス３を通すことにより繊
維体積割合の制御および形状の成形が行なわれて複合材
料５が得られる。しかしながら、従来のダイスを用いた
製造方法では、ダイスを通す際に損傷、破断した強化材
や露出した強化材が強化材屑６となり、ダイス３下部に
蓄積して強化材束１の損傷および複合材料５の損傷を引
き起こす。
【０００７】このような強化材屑の蓄積によって損傷し
た複合材料の特性は、期待される値よりも低くなってし
まう。また、強化材屑６の蓄積が著しい場合には、強化
材束１がダイス３を通過する際の抵抗が大きくなり、強
化材束１がダイス３を通過できなくなる。その結果、強
化材束１が破断して、複合材料の作製が不可能になると
いう問題もあった。
た複合材料の特性は、期待される値よりも低くなってし
まう。また、強化材屑６の蓄積が著しい場合には、強化
材束１がダイス３を通過する際の抵抗が大きくなり、強
化材束１がダイス３を通過できなくなる。その結果、強
化材束１が破断して、複合材料の作製が不可能になると
いう問題もあった。
【０００８】通常、強化材屑の蓄積は連続複合時間の経
過に伴って増加する傾向にあるため、従来のダイスを用
いた製造方法によって製造した複合材料の特性は、複合
開始からの時間経過に伴って特性が低下し続け、その後
強化材束が破断し複合材料の作製が不可能になってしま
う。このため、従来のダイスを用いた製造方法により製
造した強化材の体積割合の高い複合材料は、その特性が
期待されるものより低く、安定した長尺複合材料の作製
が不可能であった。
過に伴って増加する傾向にあるため、従来のダイスを用
いた製造方法によって製造した複合材料の特性は、複合
開始からの時間経過に伴って特性が低下し続け、その後
強化材束が破断し複合材料の作製が不可能になってしま
う。このため、従来のダイスを用いた製造方法により製
造した強化材の体積割合の高い複合材料は、その特性が
期待されるものより低く、安定した長尺複合材料の作製
が不可能であった。
【０００９】この発明の目的は、上述の問題点を解決
し、特性に優れ、複合開始からの時間経過に伴なう特性
劣化のない安定した長尺複合材料を連続的に製造する方
法および装置を提供することにある。
し、特性に優れ、複合開始からの時間経過に伴なう特性
劣化のない安定した長尺複合材料を連続的に製造する方
法および装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明による複合材料
の製造方法は、強化材束とマトリクス材とからなる複合
材料の連続溶浸法を用いた製造方法であって、溶融状態
にあるマトリクス材中に強化材束を浸漬し、溶融マトリ
クス材を含浸させるステップと、マトリクス材中に浸漬
した強化材束を、組み合わせた２つ以上のローラの間を
通過させることにより所望の形状に成形するステップと
を備えている。
の製造方法は、強化材束とマトリクス材とからなる複合
材料の連続溶浸法を用いた製造方法であって、溶融状態
にあるマトリクス材中に強化材束を浸漬し、溶融マトリ
クス材を含浸させるステップと、マトリクス材中に浸漬
した強化材束を、組み合わせた２つ以上のローラの間を
通過させることにより所望の形状に成形するステップと
を備えている。
【００１１】好ましくは、強化材は、炭素繊維、ＳｉＣ
繊維、ガラス繊維、Ｓｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ繊維、アルミナ
繊維等の無機系強化材より選ばれるとよい。また、好ま
しくは、強化材は、ＦｅあるいはＦｅ系合金線、Ｔｉあ
るいはＴｉ合金線、ＷあるいはＷ合金線およびＢ繊維等
の金属系強化材より選ばれるとよい。
繊維、ガラス繊維、Ｓｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ繊維、アルミナ
繊維等の無機系強化材より選ばれるとよい。また、好ま
しくは、強化材は、ＦｅあるいはＦｅ系合金線、Ｔｉあ
るいはＴｉ合金線、ＷあるいはＷ合金線およびＢ繊維等
の金属系強化材より選ばれるとよい。
【００１２】また、好ましくは、マトリクス材は、アル
ミニウムあるいはアルミニウム合金、マグネシウムある
いはマグネシウム合金、銅あるいは銅合金、亜鉛あるい
は亜鉛合金、鉛あるいは鉛合金、錫あるいは錫合金等の
金属系マトリクス材より選ばれるとよい。また、好まし
くは、マトリクス材は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリエチレン樹脂等の樹脂系マトリクス材より選ば
れるとよい。
ミニウムあるいはアルミニウム合金、マグネシウムある
いはマグネシウム合金、銅あるいは銅合金、亜鉛あるい
は亜鉛合金、鉛あるいは鉛合金、錫あるいは錫合金等の
金属系マトリクス材より選ばれるとよい。また、好まし
くは、マトリクス材は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリエチレン樹脂等の樹脂系マトリクス材より選ば
れるとよい。
【００１３】この発明による複合材料の製造装置は、強
化材束とマトリクス材とからなる複合材料の連続溶浸法
を用いた製造装置であって、溶融状態にあるマトリクス
材中に浸漬した強化材束を、その間を通過させることに
より所望の形状に成形するための組み合わせた２つ以上
のローラを備えることを特徴としている。
化材束とマトリクス材とからなる複合材料の連続溶浸法
を用いた製造装置であって、溶融状態にあるマトリクス
材中に浸漬した強化材束を、その間を通過させることに
より所望の形状に成形するための組み合わせた２つ以上
のローラを備えることを特徴としている。
【００１４】好ましくは、ローラは、強化材束が通過す
るための溝を有するとよい。また、好ましくは、ローラ
は、外的な動力付与により駆動されるとよい。
るための溝を有するとよい。また、好ましくは、ローラ
は、外的な動力付与により駆動されるとよい。
【００１５】さらに、好ましくは、ローラは、強化材束
が通過する際の摩擦力により駆動されるとよい。
が通過する際の摩擦力により駆動されるとよい。
【００１６】また、好ましくは、マトリクス材中に浸漬
した強化材束を、ローラへ導くための案内手段を備える
とよい。
した強化材束を、ローラへ導くための案内手段を備える
とよい。
【００１７】この案内手段としては１対のガイド用ロー
ラもしくは１対のガイド用平板が好ましい。
ラもしくは１対のガイド用平板が好ましい。
【００１８】
【作用】この発明によれば、溶融マトリクス材を含浸さ
せた細径の強化材束を、組み合わせた２つ以上のローラ
の間を通過させることにより集束、成形する。この際、
強化材束の移動に伴い、ローラが駆動する。そのため、
複合材料に対する強化材の体積割合が多い場合において
も、ローラ通過の際の抵抗が大幅に軽減され、強化材の
損傷、破断等の発生を抑制できる。
せた細径の強化材束を、組み合わせた２つ以上のローラ
の間を通過させることにより集束、成形する。この際、
強化材束の移動に伴い、ローラが駆動する。そのため、
複合材料に対する強化材の体積割合が多い場合において
も、ローラ通過の際の抵抗が大幅に軽減され、強化材の
損傷、破断等の発生を抑制できる。
【００１９】また、この発明によれば、長尺複合材料の
特性劣化の主たる原因である、強化材の損傷、破断によ
るローラ近傍での破断強化材の蓄積を、効果的に抑制す
ることができる。さらに、この発明によれば、破断強化
材が発生した場合においても、破断強化材はローラの駆
動により蓄積することなくローラの外に排出される。そ
のため、蓄積した破断強化材による二次的な強化材の損
傷も防止でき、複合時間の経過に伴なう複合材料特性の
低下およびローラ通過時の抵抗の増加に伴なう複合材料
の破断も防止できる。
特性劣化の主たる原因である、強化材の損傷、破断によ
るローラ近傍での破断強化材の蓄積を、効果的に抑制す
ることができる。さらに、この発明によれば、破断強化
材が発生した場合においても、破断強化材はローラの駆
動により蓄積することなくローラの外に排出される。そ
のため、蓄積した破断強化材による二次的な強化材の損
傷も防止でき、複合時間の経過に伴なう複合材料特性の
低下およびローラ通過時の抵抗の増加に伴なう複合材料
の破断も防止できる。
【００２０】図１は、本発明による製造方法を用いた複
合材料製造中のローラ周辺の状態を模式的に示す図であ
る。
合材料製造中のローラ周辺の状態を模式的に示す図であ
る。
【００２１】図１を参照して、１対のローラ４への侵入
前に強化材束１が広がっている場合、また溶融マトリク
ス材２との反応によって強化材表面に反応相が形成され
強化材が太った場合も、この発明によれば、ローラ４の
駆動により、強化材束の集束および成形がより平滑に進
行する。そのため、強化材束に対する負荷が低減され
る。
前に強化材束１が広がっている場合、また溶融マトリク
ス材２との反応によって強化材表面に反応相が形成され
強化材が太った場合も、この発明によれば、ローラ４の
駆動により、強化材束の集束および成形がより平滑に進
行する。そのため、強化材束に対する負荷が低減され
る。
【００２２】
【実施例】（実施例１） 図２は、本発明の一実施例による複合材料の製造工程を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【００２３】図２を参照して、強化材束１を溶融マトリ
クス材２中に浸漬し、強化材束１内に溶融マトリクス材
２を含浸させる。続いて、溶融マトリクス材２上で、ロ
ーラ４を介して集束させ溶融マトリクス材２を凝固させ
て、複合材料５を製造する。以上の工程は、矢印７の方
向へ連続的に行なわれる。
クス材２中に浸漬し、強化材束１内に溶融マトリクス材
２を含浸させる。続いて、溶融マトリクス材２上で、ロ
ーラ４を介して集束させ溶融マトリクス材２を凝固させ
て、複合材料５を製造する。以上の工程は、矢印７の方
向へ連続的に行なわれる。
【００２４】ローラ４は強化材束１を集束すると同時
に、所望する強化材の体積割合を得るために余分な溶融
マトリクス材２を取り除く役目、さらには複合材料５の
外形を成形する役目をも果たす。外形の成形に関して
は、ローラ４表面に所望とする複合材料形状を得るため
の溝を予め作成しておく。また、ローラ４は、強化材束
移動時の抵抗力で駆動するものであっても、それ自身に
駆動力をもつものであってもよい。
に、所望する強化材の体積割合を得るために余分な溶融
マトリクス材２を取り除く役目、さらには複合材料５の
外形を成形する役目をも果たす。外形の成形に関して
は、ローラ４表面に所望とする複合材料形状を得るため
の溝を予め作成しておく。また、ローラ４は、強化材束
移動時の抵抗力で駆動するものであっても、それ自身に
駆動力をもつものであってもよい。
【００２５】図９は、本発明による複合材料の製造装置
において、ローラの組合わせの他の例を模式的に示す図
である。
において、ローラの組合わせの他の例を模式的に示す図
である。
【００２６】図９を参照して、ローラ４は必ずしも１対
である必要はなく、図９（ａ）のように３つまたは図９
（ｂ）のように４つ等、２つ以上の組み合わせたローラ
であればよい。
である必要はなく、図９（ａ）のように３つまたは図９
（ｂ）のように４つ等、２つ以上の組み合わせたローラ
であればよい。
【００２７】強化材束１を構成する強化材は、炭素繊
維、ＳｉＣ繊維、ガラス繊維、Ｓｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ繊
維、アルミナ繊維等の無機系強化材、もしくは、Ｆｅあ
るいはＦｅ系合金線、ＴｉあるいはＴｉ合金線、Ｗある
いはＷ合金線、Ｂ繊維等の金属系強化材より選ばれるこ
とが望ましく、強化材とマトリクスの濡れ性あるいは反
応性を改善するために表面に表面改質層を設けたもので
あってもよい。
維、ＳｉＣ繊維、ガラス繊維、Ｓｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ繊
維、アルミナ繊維等の無機系強化材、もしくは、Ｆｅあ
るいはＦｅ系合金線、ＴｉあるいはＴｉ合金線、Ｗある
いはＷ合金線、Ｂ繊維等の金属系強化材より選ばれるこ
とが望ましく、強化材とマトリクスの濡れ性あるいは反
応性を改善するために表面に表面改質層を設けたもので
あってもよい。
【００２８】さらに、強化材束１は、通常、たとえば炭
素繊維の場合１０００本〜１２０００本を集合させた繊
維束として市販されているため、これをこのまま１単位
束として用いることが望ましい。
素繊維の場合１０００本〜１２０００本を集合させた繊
維束として市販されているため、これをこのまま１単位
束として用いることが望ましい。
【００２９】溶融マトリクス材２は、アルミニウムある
いはアルミニウム合金、マグネシウムあるいはマグネシ
ウム合金、銅あるいは銅合金、亜鉛あるいは亜鉛合金、
鉛あるいは鉛合金、錫あるいは錫合金等の金属系マトリ
クス材、もしくは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リエチレン樹脂等の樹脂系マトリクス材より選ばれるこ
とが望ましい。
いはアルミニウム合金、マグネシウムあるいはマグネシ
ウム合金、銅あるいは銅合金、亜鉛あるいは亜鉛合金、
鉛あるいは鉛合金、錫あるいは錫合金等の金属系マトリ
クス材、もしくは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リエチレン樹脂等の樹脂系マトリクス材より選ばれるこ
とが望ましい。
【００３０】なお、溶融マトリクス材としてエポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂等の樹脂系マト
リクス材を用いる場合、図１０に示すようにローラ４を
通過した後、複合材料５を樹脂焼き付け炉９に入れマト
リクス材である樹脂を硬化させる必要がある。
脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂等の樹脂系マト
リクス材を用いる場合、図１０に示すようにローラ４を
通過した後、複合材料５を樹脂焼き付け炉９に入れマト
リクス材である樹脂を硬化させる必要がある。
【００３１】図３は、本発明の他の実施例による複合材
料の製造工程を示す斜視図である。図３を参照して、強
化材束１を溶融マトリクス材２中に浸漬し、強化材束１
内に溶融マトリクス材２を含浸させる。続いて、溶融マ
トリクス材２中で、ガイド用ローラ８を介して強化材束
を集束させ、溶融マトリクス材２上で、ローラ４を介し
て溶融マトリクス材２を凝固させて、複合材料５を製造
する。以上の工程は、矢印７の方向へ連続的に行なわれ
る。
料の製造工程を示す斜視図である。図３を参照して、強
化材束１を溶融マトリクス材２中に浸漬し、強化材束１
内に溶融マトリクス材２を含浸させる。続いて、溶融マ
トリクス材２中で、ガイド用ローラ８を介して強化材束
を集束させ、溶融マトリクス材２上で、ローラ４を介し
て溶融マトリクス材２を凝固させて、複合材料５を製造
する。以上の工程は、矢印７の方向へ連続的に行なわれ
る。
【００３２】ガイド用ローラ８は、強化材束１を集束す
ると同時に、ローラ４へ強化材束を導く役割を果たす。
ローラ４は、余分な溶融マトリクス材２を取り除き、複
合材料５の外形を成形する役割を果たす。ガイド用ロー
ラ８とローラ４の回転軸は、直交させておくことが望ま
しい。
ると同時に、ローラ４へ強化材束を導く役割を果たす。
ローラ４は、余分な溶融マトリクス材２を取り除き、複
合材料５の外形を成形する役割を果たす。ガイド用ロー
ラ８とローラ４の回転軸は、直交させておくことが望ま
しい。
【００３３】ガイド用ローラ８は、必ずしも駆動可能で
ある必要はなく、強化材束との摩擦抵抗が低い場合は、
図６に示すようなガイド用固定ローラ１８もしくは図７
に示すようなガイド用平板２８であってもよい。
ある必要はなく、強化材束との摩擦抵抗が低い場合は、
図６に示すようなガイド用固定ローラ１８もしくは図７
に示すようなガイド用平板２８であってもよい。
【００３４】なお、以上の実施例に関する開示は、本発
明の単なる具体例にすぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。たとえば、強化材束を浸漬する
際、上述の実施例では１本の強化材束を用いているが、
図４に示すように、数本の強化材束を用いてもよい。
明の単なる具体例にすぎず、本発明の技術的範囲を何ら
制限するものではない。たとえば、強化材束を浸漬する
際、上述の実施例では１本の強化材束を用いているが、
図４に示すように、数本の強化材束を用いてもよい。
【００３５】また、製造装置に関しても、上述の実施例
で示したもの以外に、たとえば図５に示すような複合材
料５が矢印１７に示すように水平方向に連続的に製造さ
れる装置を用いても、同様な効果が期待できる。
で示したもの以外に、たとえば図５に示すような複合材
料５が矢印１７に示すように水平方向に連続的に製造さ
れる装置を用いても、同様な効果が期待できる。
【００３６】（実施例２） 図２に示す装置を用いて、表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．１０
に示す１０種の複合材料を作製し、その特性を測定し
た。また、比較のため、従来のダイスを用いて作製した
複合材料の特性を測定した結果を表１のＮｏ．１１〜Ｎ
ｏ．２０に併わせて示す。なお、表１に示す特性は、製
造開始直後での測定値である。
に示す１０種の複合材料を作製し、その特性を測定し
た。また、比較のため、従来のダイスを用いて作製した
複合材料の特性を測定した結果を表１のＮｏ．１１〜Ｎ
ｏ．２０に併わせて示す。なお、表１に示す特性は、製
造開始直後での測定値である。
【００３７】さらに、表１におけるＮｏ．１〜Ｎｏ．２
０に示す複合材料を、製造開始から１０ｍ間隔で特性を
測定した。その結果を表２のＮｏ．１〜Ｎｏ．２０に示
す。
０に示す複合材料を、製造開始から１０ｍ間隔で特性を
測定した。その結果を表２のＮｏ．１〜Ｎｏ．２０に示
す。
【００３８】表１および表２中の強化材種類とは、用い
た強化材束を構成する強化材の種類を示す。表中におい
て、Ｃは炭素繊維、ＳｉＣはＳｉＣ繊維、Ｓｉ−Ｃ−Ｔ
ｉ−ＯはＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ繊維、ＢはＢ繊維、Ａｌ2
Ｏ3 はアルミナ繊維、Ｇｒａｓｓはガラス繊維をそれぞ
れ示す。
た強化材束を構成する強化材の種類を示す。表中におい
て、Ｃは炭素繊維、ＳｉＣはＳｉＣ繊維、Ｓｉ−Ｃ−Ｔ
ｉ−ＯはＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ繊維、ＢはＢ繊維、Ａｌ2
Ｏ3 はアルミナ繊維、Ｇｒａｓｓはガラス繊維をそれぞ
れ示す。
【００３９】また、表中のマトリクス材種類とは、強化
材束と複合させるマトリクス材の種類を示す。表中にお
いて、Ａｌはアルミニウム合金（Ａ１０５０）、Ｍｇは
マグネシウム合金（９９％Ｍｇ）、Ｃｕは銅合金（Ｃ１
０２０）、Ｚｎは亜鉛合金（９９％Ｚｎ）、Ｐｂ−Ｓｎ
は鉛と錫の合金（Ｐｂ−５０％Ｓｎ）、ＰＩはポリイミ
ド樹脂、ＥＰはエポキシ樹脂を示す。
材束と複合させるマトリクス材の種類を示す。表中にお
いて、Ａｌはアルミニウム合金（Ａ１０５０）、Ｍｇは
マグネシウム合金（９９％Ｍｇ）、Ｃｕは銅合金（Ｃ１
０２０）、Ｚｎは亜鉛合金（９９％Ｚｎ）、Ｐｂ−Ｓｎ
は鉛と錫の合金（Ｐｂ−５０％Ｓｎ）、ＰＩはポリイミ
ド樹脂、ＥＰはエポキシ樹脂を示す。
【００４０】なお、炭素繊維に対して、アルミニウム合
金、マグネシウム合金、銅合金をマトリクスとして複合
する場合には、炭素繊維の濡れ性を改善するため、特開
昭６１−６９４４８号記載のセラミックスコーティン
グ、具体的には炭素／炭化珪素／ホウ化チタンの３層コ
ーティングを施して用いた。また、炭素繊維に対して亜
鉛合金、錫鉛合金をマトリクスとして複合する場合に
は、炭素繊維にニッケルめっきあるいは銅めっきを施し
て用いた。
金、マグネシウム合金、銅合金をマトリクスとして複合
する場合には、炭素繊維の濡れ性を改善するため、特開
昭６１−６９４４８号記載のセラミックスコーティン
グ、具体的には炭素／炭化珪素／ホウ化チタンの３層コ
ーティングを施して用いた。また、炭素繊維に対して亜
鉛合金、錫鉛合金をマトリクスとして複合する場合に
は、炭素繊維にニッケルめっきあるいは銅めっきを施し
て用いた。
【００４１】表中の強化材体積割合とは、得られた複合
材料体積に対する強化材の体積割合を示す。また、表中
の引張強さとは、得られた複合材料を引張試験した結果
を示し、引張強さの理論値とは、強化材束の引張強さと
マトリクス材の引張強さから予想した複合材料の引張強
さ（複合則から予測される値）を示す。さらに、表中の
Ｒ．Ｏ．Ｍ．比とは、複合材料の引張強さを複合材料の
引張強さの理論値で除した値を百分率で示したものであ
り、表２における距離は複合開始点からの複合距離であ
る。
材料体積に対する強化材の体積割合を示す。また、表中
の引張強さとは、得られた複合材料を引張試験した結果
を示し、引張強さの理論値とは、強化材束の引張強さと
マトリクス材の引張強さから予想した複合材料の引張強
さ（複合則から予測される値）を示す。さらに、表中の
Ｒ．Ｏ．Ｍ．比とは、複合材料の引張強さを複合材料の
引張強さの理論値で除した値を百分率で示したものであ
り、表２における距離は複合開始点からの複合距離であ
る。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】表１より明らかなように、本発明の製造方
法によって製造した複合材料の方が、従来の製造方法に
よって製造した複合材料より、高いＲ．Ｏ．Ｍ．比を示
しており、良好な特性を有していることが確認された。
法によって製造した複合材料の方が、従来の製造方法に
よって製造した複合材料より、高いＲ．Ｏ．Ｍ．比を示
しており、良好な特性を有していることが確認された。
【００４５】また、表２より明らかなように、本発明の
製造方法によって製造した複合材料には、従来のダイス
を用いた製造方法によって製造した複合材料に見られる
ような複合距離に伴なう特性劣化のないことが確認され
た。
製造方法によって製造した複合材料には、従来のダイス
を用いた製造方法によって製造した複合材料に見られる
ような複合距離に伴なう特性劣化のないことが確認され
た。
【００４６】また、本発明例の製造方法によって製造し
た後のローラ部周辺には、損傷、破断した強化材屑は存
在せず、作製された複合材料表面も従来のダイスを用い
た製造方法によって製造した複合材料表面と比べ非常に
平滑になっており、強化材および複合材料への損傷が抑
制されていることが確認された。
た後のローラ部周辺には、損傷、破断した強化材屑は存
在せず、作製された複合材料表面も従来のダイスを用い
た製造方法によって製造した複合材料表面と比べ非常に
平滑になっており、強化材および複合材料への損傷が抑
制されていることが確認された。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特性に優れた複合材料を製造することが可能となり、ま
た、特性の安定した長尺複合材料を連続して製造するこ
とが可能となる。
特性に優れた複合材料を製造することが可能となり、ま
た、特性の安定した長尺複合材料を連続して製造するこ
とが可能となる。
【図１】本発明による製造方法でのローラ周辺の状態を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施例による複合材料の製造工程を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
【図３】本発明の他の実施例による複合材料の製造工程
を模式的に示す図である。
を模式的に示す図である。
【図４】本発明による複合材料の製造において、繊維束
を浸漬する方法の他の例を示す斜視図である。
を浸漬する方法の他の例を示す斜視図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例による複合材料の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例による複合材料の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図７】本発明のさらに他の実施例による複合材料の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図８】従来のダイスを用いた製造方法でのダイス周辺
の状態を模式的に示す図である。
の状態を模式的に示す図である。
【図９】本発明による複合材料の製造装置においてロー
ラの組み合わせの他の例を模式的に示す図である。
ラの組み合わせの他の例を模式的に示す図である。
【図１０】本発明による複合材料の製造方法においてマ
トリクス材として樹脂系マトリクス材を用いた場合の製
造工程を模式的に示す図である。
トリクス材として樹脂系マトリクス材を用いた場合の製
造工程を模式的に示す図である。
１ 強化材束 ２ 溶融マトリクス材 ３ ダイス ４ ローラ ５ 複合材料 ６ 強化材屑 ８ ガイド用ローラ １８ ガイド用固定ローラ ２８ ガイド用平板 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｃ２２Ｃ 1/09 Ａ (56)参考文献 特開 昭62−248556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−128647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−259813（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−158197（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−503046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 19/00 B28B 3/12 B29B 11/16 B29B 15/10 C22C 47/08 B22D 23/04
Claims (10)
- 【請求項１】 強化材束とマトリクス材とからなる複合
材料の連続溶浸法を用いた製造方法であって、 溶融状態にあるマトリクス材中に強化材束を浸漬し、溶
融マトリクス材を含浸させるステップと、 前記マトリクス材中に浸漬した強化材束を、組み合わせ
た２つ以上のローラの間を通過させることにより所望の
形状に成形するステップとを備える、複合材料の製造方
法。 - 【請求項２】 前記強化材は、炭素繊維、ＳｉＣ繊維、
ガラス繊維、Ｓｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ繊維、アルミナ繊維、
Ｆｅ線、Ｆｅ系合金線、Ｔｉ線、Ｔｉ合金線、Ｗ線、Ｗ
合金線およびＢ繊維からなる群から選ばれる材料である
ことを特徴とする、請求項１記載の複合材料の製造方
法。 - 【請求項３】 前記マトリクス材は、アルミニウム、ア
ルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、
銅、銅合金、亜鉛、亜鉛合金、鉛、鉛合金、錫、錫合
金、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびポリエチレン
樹脂からなる群から選ばれる材料であることを特徴とす
る、請求項１また請求項２記載の複合材料の製造方法。 - 【請求項４】 強化材束とマトリクス材とからなる複合
材料の連続溶浸法を用いた製造装置であって、 溶融状態にあるマトリクス材中に浸漬した強化材束を、
その間を通過させることにより所望の形状に成形するた
めの組み合わせた２つ以上のローラを備えることを特徴
とする、複合材料の製造装置。 - 【請求項５】 前記ローラは、前記強化材束が通過する
ための溝を有することを特徴とする、請求項４記載の複
合材料の製造装置。 - 【請求項６】 前記ローラは、外的な動力付与により駆
動されることを特徴とする、請求項４記載の複合材料の
製造装置。 - 【請求項７】 前記ローラは、前記強化材束が通過する
際の摩擦力により駆動されることを特徴とする、請求項
４記載の複合材料の製造装置。 - 【請求項８】 前記マトリクス材中に浸漬した強化材束
を、前記ローラへ導くための案内手段を備えることを特
徴とする、請求項４〜請求項７のいずれかに記載の複合
材料の製造装置。 - 【請求項９】 前記案内手段は、１対のガイド用ローラ
を含む、請求項８記載の複合材料の製造装置。 - 【請求項１０】 前記案内手段は、１対のガイド用平板
を含む、請求項８記載の複合材料の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15229894A JP3261874B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 複合材料の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15229894A JP3261874B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 複合材料の製造方法および製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819851A JPH0819851A (ja) | 1996-01-23 |
| JP3261874B2 true JP3261874B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=15537474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15229894A Expired - Fee Related JP3261874B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 複合材料の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261874B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103894414B (zh) * | 2014-03-28 | 2016-05-25 | 兴化市兴东铸钢有限公司 | 一种双连续相复合板材连续铸轧成形方法及装置 |
-
1994
- 1994-07-04 JP JP15229894A patent/JP3261874B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0819851A (ja) | 1996-01-23 |
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