JP4601973B2 - Method for molding fiber reinforced resin and covering sheet formed thereby - Google Patents
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Description
本発明は、繊維強化樹脂の成形方法及びそれにより形成された被覆シートに関する。 The present invention relates to a method for molding a fiber reinforced resin and a covering sheet formed thereby.
従来、繊維強化熱可塑性樹脂（ＦＲＴＰ）を成形する方法としては、射出成形法が知られており、ある程度複雑な形状を有する成形品を製造できることから、広く実用化されている。また、射出成形法以外のＦＲＴＰの成形方法として、シート状のＦＲＴＰを加熱して軟化させ、これを冷却プレス等により加圧成形するとともに再び固化させる成形法や、パイプ等の成形品を製造する際の押し出し成形法等も実施されている。 Conventionally, an injection molding method is known as a method for molding a fiber reinforced thermoplastic resin (FRTP), and since a molded product having a somewhat complicated shape can be manufactured, it has been widely put into practical use. Also, as a molding method of FRTP other than the injection molding method, a sheet-like FRTP is heated and softened, and this is subjected to pressure molding with a cooling press or the like and solidified again, and a molded product such as a pipe is manufactured. Extrusion molding methods are also being implemented.
これらの成形方法においては、上述したように、必ず金型を用いてＦＲＴＰの成形が行われている。このため、アンダーカット形状を有する成形品や大型の成形品を製造しようとする場合には、ＦＲＴＰを加熱して金型等による１次加工を行った後にいったん冷却させてから、この１次加工品を、例えば、下記特許文献１に記載されているような、種々の熱源を利用した加熱装置により更に加熱して、これにより曲げや接着等を行う２次加工が必要となる場合が多かった。 In these molding methods, as described above, FRTP is always molded using a mold. For this reason, when trying to manufacture a molded product having an undercut shape or a large-sized molded product, the FRTP is heated and subjected to primary processing with a mold or the like, and then cooled, and then this primary processing is performed. In many cases, the product is further heated by a heating device using various heat sources as described in Patent Document 1 below, and thus secondary processing for bending, bonding, or the like is required. .
例えば、産業用等のＦＲＴＰ製コイル状チューブを製造する際には、押し出し成形によりいったんパイプ状に成形する１次加工を実施した後、このパイプをヒートセット（熱処理加工）によりコイル状に曲げる２次加工が実施される。このヒートセットにおいては、パイプを所要の温度に加熱した状態で、又は、加熱後すぐに曲げ加工等を行っている。このときに用いられる加熱用の媒体としては、気体、流体、固体（砂、金型等）等が用いられている。 For example, when manufacturing a coiled tube made of FRTP for industrial use, etc., after first performing a primary process of forming into a pipe shape by extrusion, the pipe is bent into a coil shape by heat setting (heat treatment process) 2 Next processing is performed. In this heat setting, bending or the like is performed in a state where the pipe is heated to a required temperature or immediately after heating. As the heating medium used at this time, gas, fluid, solid (sand, mold, etc.), etc. are used.
また、さらに複雑な形状を有する成形品を製造する際には、まず、１次加工において２種類の成形品を製造した後、２次加工においてこれらを所要の温度に加熱した状態で、又は、加熱後すぐに接着させた後に冷却し、これにより最終的なＦＲＴＰの成形品を製造する。この場合も、加熱用の媒体として、気体、流体、固体（砂、金型等）等が用いられている。
しかし、複雑な構造を有するＦＲＴＰを成形するために、上記従来技術のように２次加工を行う場合には、２次加工においてＦＲＴＰの１次加工品全体を加熱する必要があった。つまり、２次加工で曲げや接着等の加工を行うべき部分以外の部分についても加熱する必要があった。このため、上記従来の方法には、２次加工時の加熱や冷却に長時間を要する等の問題があった。 However, in order to mold FRTP having a complicated structure, when secondary processing is performed as in the prior art, it is necessary to heat the entire FRTP primary processed product in the secondary processing. In other words, it is necessary to heat the portions other than the portions to be subjected to processing such as bending and bonding in the secondary processing. For this reason, the conventional method has a problem that a long time is required for heating and cooling during the secondary processing.
また、ＦＲＴＰは加熱・冷却を繰り返すことにより何度でも変形が可能であることから、近年、このＦＲＴＰをギブス等に応用する試みがなされている。このようにＦＲＴＰをギブスとして用いる場合、複雑な構造を有する人体に密着させるために、いったんＦＲＴＰを装着した後、更に微妙な形状修正を行うことが好ましい。しかし、このような形状修正の際に上述した加熱手段（気体、流体、固体（砂、金型等））を適用することは現実的には困難であり、また、安全性の面からも好ましくない。 Further, since FRTP can be deformed any number of times by repeating heating and cooling, attempts have recently been made to apply this FRTP to Gibbs and the like. Thus, when FRTP is used as a cast, it is preferable to perform further subtle shape correction after the FRTP is once worn in order to closely contact a human body having a complicated structure. However, it is practically difficult to apply the above-described heating means (gas, fluid, solid (sand, mold, etc.)) at the time of such shape correction, and it is also preferable from the viewpoint of safety. Absent.
本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、簡便な加熱方法によりＦＲＴＰを容易に加工することができる繊維強化樹脂の成形方法及びそれにより得られた被覆シートを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides a fiber-reinforced resin molding method capable of easily processing FRTP by a simple heating method, and a coated sheet obtained thereby. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明は、固化した状態の熱可塑性樹脂とこの熱可塑性樹脂中に配された炭素繊維とを有する繊維強化樹脂を成形する方法であって、熱可塑性樹脂として、熱可塑性エポキシ樹脂を用い、エポキシ基を２つ有する第１の２官能化合物、並びに、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、イソシアネート基及びシアネートエステル基からなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基を２つ有する第２の２官能化合物に、有機溶媒を添加してワニスとし、このワニスを炭素繊維に含浸させた後、第１の２官能化合物及び第２の２官能化合物の重合反応を生じさせて熱可塑性エポキシ樹脂を生成し、この熱可塑性エポキシ樹脂を固化した状態として繊維強化樹脂を得る工程と、繊維強化樹脂中の炭素繊維を電磁誘導加熱により加熱する加熱工程と、加熱工程後の繊維強化樹脂を変形させる変形工程とを有することを特徴とする繊維強化樹脂の成形方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is a method of molding a fiber reinforced resin having a solidified thermoplastic resin and carbon fibers disposed in the thermoplastic resin, and as a thermoplastic resin, Using a thermoplastic epoxy resin, at least one selected from the group consisting of a first bifunctional compound having two epoxy groups, and a phenolic hydroxyl group, amino group, carboxyl group, mercapto group, isocyanate group and cyanate ester group An organic solvent is added to a second bifunctional compound having two functional groups to form a varnish, and after impregnating the varnish into carbon fiber, a polymerization reaction of the first bifunctional compound and the second bifunctional compound the by causing to generate a thermoplastic epoxy resin, obtaining a fiber-reinforced resin as solidified state the thermoplastic epoxy resin, fiber reinforced resin Providing a heating step of heating by electromagnetic induction heating carbon fiber, a method forming a fiber-reinforced resin, characterized by chromatic and deforming step of deforming the fiber-reinforced resin after the heating step.
上記繊維強化樹脂の成形方法においては、繊維強化樹脂（ＦＲＴＰ）中の炭素繊維を電磁誘導加熱により加熱して、この炭素繊維の周囲の熱可塑性樹脂を軟化させることにより所望の形状に加工している。このように、上記方法においては、従来の加熱手段を用いた場合のように表層部からＦＲＴＰの加熱を行うのではなく、電磁誘導加熱によって樹脂内部に存在する炭素繊維が加熱する。このため、ＦＲＴＰを迅速に軟化させることができる。 In the molding method of the fiber reinforced resin, the carbon fiber in the fiber reinforced resin (FRTP) is heated by electromagnetic induction heating, and the thermoplastic resin around the carbon fiber is softened and processed into a desired shape. Yes. Thus, in the above method, the carbon fiber existing inside the resin is heated by electromagnetic induction heating, rather than heating the FRTP from the surface layer portion as in the case of using the conventional heating means. For this reason, FRTP can be softened quickly.
また、電磁誘導加熱による加熱は、ＦＲＴＰにおける局所的な部分のみの加熱を容易に実施することができる。このため、１次加工後のＦＲＴＰを加工する際に、ＦＲＴＰ全体を加熱する必要がなく、これにより効率良く２次加工を実施できる。 Moreover, heating by electromagnetic induction heating can easily carry out heating of only a local part in FRTP. For this reason, when processing the FRTP after the primary processing, it is not necessary to heat the entire FRTP, whereby the secondary processing can be performed efficiently.
さらに、上記方法においては、熱可塑性樹脂として熱可塑性エポキシ樹脂を用いている。この熱可塑性エポキシ樹脂は、他の熱可塑性樹脂に比して低温で軟化させることができるという特性を有している。このため、加工時の加熱温度を低く抑えることができ、このＦＲＴＰをギブス等に適用した場合であっても安全性が高い。しかも、この熱可塑性エポキシ樹脂は強化繊維である炭素繊維との接着性に優れているため、成形後のＦＲＴＰは高い強度を有するものとなる。 Further, in the above method, a thermoplastic epoxy resin is used as the thermoplastic resin. This thermoplastic epoxy resin has a characteristic that it can be softened at a lower temperature than other thermoplastic resins. For this reason, the heating temperature at the time of a process can be restrained low, and even if it is a case where this FRTP is applied to Gibbs etc., safety is high. And since this thermoplastic epoxy resin is excellent in adhesiveness with the carbon fiber which is a reinforced fiber, FRTP after shaping | molding has a high intensity | strength.
上記成形方法における電磁誘導加熱は、１０〜１０００ｋＨｚの周波数で行うことが好ましい。電磁誘導加熱に用いる周波数が１０ｋＨｚ未満であると、炭素繊維の加熱が不充分となり、熱可塑性樹脂の充分に軟化せずに加工が困難となる傾向にある。一方、１０００ｋＨｚを超えると高周波がマイクロ波となり、ギプス等の加工を行う場合に安全性の観点から大掛かりな電磁シールドが必要となる等、利便性が顕著に低下する傾向にある。 The electromagnetic induction heating in the molding method is preferably performed at a frequency of 10 to 1000 kHz. When the frequency used for electromagnetic induction heating is less than 10 kHz, the carbon fiber is not sufficiently heated, and the thermoplastic resin is not sufficiently softened and tends to be difficult to process. On the other hand, when the frequency exceeds 1000 kHz, the high frequency becomes a microwave, and when processing such as casting, a large electromagnetic shield is required from the viewpoint of safety and the convenience tends to be remarkably lowered.
また、上記方法に用いる炭素繊維としては、当該炭素繊維を編組して得られたシート形状を有するものが好ましい。このようなシート状の炭素繊維を用いることで、ギプス等への応用が可能なシート状の繊維強化樹脂が容易に得られる。 Moreover, as carbon fiber used for the said method, what has the sheet | seat shape obtained by braiding the said carbon fiber is preferable. By using such a sheet-like carbon fiber, a sheet-like fiber reinforced resin that can be applied to a cast or the like can be easily obtained.
さらに、上記熱可塑性エポキシ樹脂としては、エポキシ基を２つ有する第１の２官能化合物と、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、イソシアネート基及びシアネートエステル基からなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基を２つ有する第２の２官能化合物とを重付加して得られたものが好ましい。このような熱可塑性エポキシ樹脂は、加熱による加工が容易であり、しかも炭素繊維との接着性に更に優れるという特性を有している。なかでも、第２の２官能化合物としては、フェノール性水酸基を２つ有する化合物が特に好ましい。 Further, the thermoplastic epoxy resin is at least selected from the group consisting of a first bifunctional compound having two epoxy groups and a phenolic hydroxyl group, amino group, carboxyl group, mercapto group, isocyanate group and cyanate ester group. Those obtained by polyaddition with a second bifunctional compound having two types of functional groups are preferred. Such a thermoplastic epoxy resin has a characteristic that it can be easily processed by heating and is further excellent in adhesion to carbon fibers. Especially, as a 2nd bifunctional compound, the compound which has two phenolic hydroxyl groups is especially preferable.
本発明はまた、被覆すべき対象物の所定部位を覆うように形成された被覆シートであって、固化した状態の熱可塑性エポキシ樹脂と、この熱可塑性エポキシ樹脂中に配された、炭素繊維からなる強化繊維シートとを含有するシート状の繊維強化樹脂からなる繊維強化樹脂層を有しており、繊維強化樹脂層は、熱可塑性エポキシ樹脂中の炭素繊維を電磁誘導加熱により加熱する加熱工程と、加熱工程後の繊維強化樹脂を変形させる変形工程とを有する成形方法により成形された被覆シートを提供する。 The present invention is also a coating sheet formed so as to cover a predetermined portion of an object to be coated, from a solidified thermoplastic epoxy resin, and a carbon fiber disposed in the thermoplastic epoxy resin. A fiber reinforced resin layer made of a sheet-like fiber reinforced resin containing a reinforced fiber sheet, and the fiber reinforced resin layer is a heating step of heating carbon fibers in the thermoplastic epoxy resin by electromagnetic induction heating; And a covering sheet formed by a forming method having a deformation step of deforming the fiber reinforced resin after the heating step.
上記被覆シートが有している繊維強化樹脂層は、炭素繊維を電磁誘導加熱により加熱して、この炭素繊維の周囲に存在する熱可塑性エポキシ樹脂を軟化させて加工したものである。このような電磁誘導加熱によれば、繊維強化樹脂における所望の部位を集中的に軟化することができる。このため、繊維強化樹脂に対象物の表面形状に合った変形を容易に生じさせることができる。その結果、上記電磁誘導加熱により加工して得られた被覆シートは、対象物に密着した形状を有するものとなる。このような繊維強化樹脂層を有する被覆シートは、ギブス等の用途に対して好適である。 The fiber reinforced resin layer possessed by the covering sheet is obtained by heating carbon fibers by electromagnetic induction heating and softening the thermoplastic epoxy resin present around the carbon fibers. According to such electromagnetic induction heating, a desired part in the fiber reinforced resin can be softened intensively. For this reason, the deformation | transformation suitable for the surface shape of the target object can be easily produced in fiber reinforced resin. As a result, the covering sheet obtained by processing by the electromagnetic induction heating has a shape in close contact with the object. A covering sheet having such a fiber reinforced resin layer is suitable for applications such as gibbs.
また、上記繊維強化樹脂層は、熱可塑性エポキシ樹脂及び炭素繊維を含有している。この両者は、互いに接着性に優れていることから、固化後の繊維強化製樹脂層、ひいては被覆シートは、強度にも優れたものとなる。 The fiber reinforced resin layer contains a thermoplastic epoxy resin and carbon fibers. Since both of these are excellent in adhesion to each other, the fiber-reinforced resin layer after solidification, and thus the covering sheet, is also excellent in strength.
上記変形工程においては、繊維強化樹脂を対象物における所定部位の表面形状に沿うように変形することが好ましい。こうして形成された繊維強化樹脂層を含む被覆シートは、対象物との密着性が極めて高いものとなる。 In the said deformation | transformation process, it is preferable to deform | transform fiber reinforced resin so that the surface shape of the predetermined part in a target object may be met. The covering sheet including the fiber reinforced resin layer formed in this manner has extremely high adhesion to the object.
また、繊維強化樹脂層を加熱する際の電磁誘導加熱に用いる周波数は、１０〜１０００ｋＨｚとすることが好ましい。このような高周波の周波数がこのような範囲内であると、繊維強化樹脂の軟化が適度に生じ、得られる被覆シートの対象物との密着性が更に良好となる。 Moreover, it is preferable that the frequency used for the electromagnetic induction heating at the time of heating a fiber reinforced resin layer shall be 10-1000 kHz. When the frequency of such a high frequency is within such a range, the fiber reinforced resin is moderately softened, and the adhesion of the resulting coated sheet to the object is further improved.
さらに、上記熱可塑性エポキシ樹脂としては、エポキシ基を２つ有する第１の２官能化合物と、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、イソシアネート基及びシアネートエステル基からなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基を２つ有する第２の２官能化合物とを重付加反応させて得られたものが好ましい。第２の２官能化合物としては、なかでも、フェノール性水酸基を２つ有する化合物が特に好ましい。これらの熱可塑性エポキシ樹脂は、電磁誘導加熱による軟化を良好に生じ得るものであり、被覆シートの成形を更に良好に行うことができる。 Further, the thermoplastic epoxy resin is at least selected from the group consisting of a first bifunctional compound having two epoxy groups and a phenolic hydroxyl group, amino group, carboxyl group, mercapto group, isocyanate group and cyanate ester group. What was obtained by carrying out the polyaddition reaction with the 2nd bifunctional compound which has two 1 type of functional groups is preferable. As the second bifunctional compound, a compound having two phenolic hydroxyl groups is particularly preferable. These thermoplastic epoxy resins can be favorably softened by electromagnetic induction heating, and the covering sheet can be formed more satisfactorily.
本発明によれば、簡便な加熱方法により１次加工後のＦＲＴＰの加工を容易に実施できる繊維強化樹脂の成形方法及びそれにより得られた被覆シートを提供することができる。こうして形成された被覆シートは、被覆すべき対象物の表面形状に良好に沿った形状を有しており、対象物との密着性が高い。従って、ギブス等の用途に対しても好適に用いることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the molding method of the fiber reinforced resin which can implement easily the processing of FRTP after primary processing with a simple heating method, and the coating sheet obtained by it can be provided. The covering sheet formed in this way has a shape that is well aligned with the surface shape of the object to be coated, and has high adhesion to the object. Therefore, it can be suitably used for applications such as gibbs.
以下、場合により図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図中、同一又は同等の要素に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 In the following, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本発明の繊維強化樹脂の成形方法は、繊維強化樹脂中の炭素繊維を電磁誘導加熱により加熱する加熱工程、及び、加熱工程後の繊維強化樹脂を変形させる変形工程を有している。 The method for molding a fiber reinforced resin of the present invention includes a heating step of heating carbon fibers in the fiber reinforced resin by electromagnetic induction heating, and a deformation step of deforming the fiber reinforced resin after the heating step.
（繊維強化樹脂）
まず、上記成形方法において用いる繊維強化樹脂について説明する。繊維強化樹脂は、固化した状態の熱可塑性樹脂と、当該熱可塑性樹脂中に配された炭素繊維とを含有している。この繊維強化樹脂において用いられている熱可塑性樹脂は、熱可塑性エポキシ樹脂である。
(Fiber reinforced resin)
First, the fiber reinforced resin used in the molding method will be described. The fiber reinforced resin contains a solidified thermoplastic resin and carbon fibers disposed in the thermoplastic resin. The thermoplastic resin used in this fiber reinforced resin is a thermoplastic epoxy resin.
熱可塑性エポキシ樹脂としては、エポキシ基を２つ有する２官能化合物（第１の２官能化合物）と、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、イソシアネート基及びシアネートエステル基からなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基を２つ有する２官能化合物（第２の２官能化合物）とを反応させて得られるものが好ましい。 The thermoplastic epoxy resin is selected from the group consisting of a bifunctional compound having two epoxy groups (first bifunctional compound) and a phenolic hydroxyl group, amino group, carboxyl group, mercapto group, isocyanate group and cyanate ester group. What is obtained by reacting a bifunctional compound (second bifunctional compound) having two at least one functional group is preferred.
第１の２官能化合物としては、例えば、以下に示すものが挙げられる。すなわち、カテコールジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ｔ−ブチルヒドロキノンジグリシジルエーテル、２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノンジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル等のべンゼン環を１個有する一核体芳香族ジエポキシ化合物類；Ｃｅｌｌｏｘｉｄｅ２０２１Ｐ（商品名、ダイセル化学工業（株）製）、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド等の指環式ジエポキシ化合物類；ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンジグリシジルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンジグリシジルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジグリシジルエーテル等のビスフェノール型エポキシ化合物類及びこれらが部分縮合したオリゴマー混合物（ビスフェノール型エポキシ樹脂類）；テトラメチルビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンジグリシジルエーテル、テトラメチルビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンジグリシジルエーテル、テトラメチルビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジグリシジルエーテル、テトラメチルビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテルジグリシジルエーテル、ジメチルジ−ｔ−ブチルビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィドジグリシジルエーテル等の置換ビスフェノール型エポキシ化合物類及びこれらが部分縮合したオリゴマー混合物（置換ビスフェノール型エポキシ樹脂類）；その他、ビスフエノールフルオレン型エポキシ樹脂、ビスクレゾールフルオレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型又はテトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂類、ジヒドロキシナフタレンのジグリシジルエーテル及びこれらが部分縮合したオリゴマー混合物（ナフタレン型エポキシ樹脂類）；ジメチロールシクロヘキサンジグリシジルエーテル、１，４−シクロヘキサンジグリシジルエーテル、１，３−シクロヘキサンジグリシジルエーテル、１，２−シクロヘキサンジグリシジルエーテル、ジメチロールジシクロペンタジエンジグリシジルエーテル等の環状脂肪族アルコールのジエポキシ化合物類；ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロテレフタル酸ジグリシジルエステル等の環状脂肪族ジカルボン酸のジエポキシ化合物類；１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等の脂肪族アルコールのジエポキシ化合物類；Ｅｐｉｋｏｔｅ８７１(商品名、ジャパンエポキシレジン（株）製)、Ｅｐｉｋｏｔｅ８７２（商品名、ジャパンエポキシレジン（株）製）等のダイマー酸を骨格とするエポキシ樹脂類等が例示できる。 Examples of the first bifunctional compound include those shown below. That is, benzene rings such as catechol diglycidyl ether, resorcin diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, t-butylhydroquinone diglycidyl ether, 2,5-di-t-butylhydroquinone diglycidyl ether, phthalic acid diglycidyl ester, etc. Mononuclear aromatic diepoxy compounds having one; Celloxide 2021P (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), finger ring diepoxy compounds such as limonene dioxide and dicyclopentadiene dioxide; bis (4-hydroxyphenyl) Bisphenol-type epoxy compounds such as methanediglycidyl ether, bis (4-hydroxyphenyl) ethanediglycidyl ether, bis (4-hydroxyphenyl) propanediglycidyl ether and the like Combined oligomer mixture (bisphenol type epoxy resins); tetramethylbis (4-hydroxyphenyl) methane diglycidyl ether, tetramethylbis (4-hydroxyphenyl) ethanediglycidyl ether, tetramethylbis (4-hydroxyphenyl) propane Substituted bisphenol type epoxy compounds such as diglycidyl ether, tetramethylbis (4-hydroxyphenyl) ether diglycidyl ether, dimethyldi-t-butylbis (4-hydroxyphenyl) sulfide diglycidyl ether, and oligomer mixtures in which these are partially condensed ( Substituted bisphenol type epoxy resins); other bisphenol fluorene type epoxy resins, biscresol fluorene type epoxy resins, biphenyl type or tetramethyl bif Nyl-type epoxy resins, diglycidyl ether of dihydroxynaphthalene and oligomer mixtures obtained by partial condensation thereof (naphthalene-type epoxy resins); dimethylolcyclohexane diglycidyl ether, 1,4-cyclohexane diglycidyl ether, 1,3-cyclohexane di Diepoxy compounds of cyclic aliphatic alcohols such as glycidyl ether, 1,2-cyclohexane diglycidyl ether, dimethylol dicyclopentadiene diglycidyl ether; cyclic fats such as hexahydrophthalic acid diglycidyl ester and hexahydroterephthalic acid diglycidyl ester Diepoxy compounds of aliphatic dicarboxylic acids; diepoxy of aliphatic alcohols such as 1,4-butanediol diglycidyl ether and 1,6-hexanediol diglycidyl ether Xoxy compounds; epoxy resins having a dimer acid as a skeleton such as Epikote 871 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) and Epikote 872 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) can be exemplified.
これらの第１の２官能化合物と反応させる第２の官能性化合物は、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、イソシアネート基及びシアネートエステル基からなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基を２つ有する２官能化合物である。これらのなかでも、フェノール性水酸基を２つ有する２官能化合物が好ましい。フェノール性水酸基を２つ有する２官能化合物としては、例えば、カテコール等のベンゼン環１個を有する一核体芳香族ジヒドロキシ化合物類；ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン（ビスフェノールＦ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン（ビスフェノールＡＤ）等のビスフェノール類；ジヒドロキシナフタレン等の縮合多環ジヒドロキシ化合物；ジアリルレゾルシン、ジアリルビスフェノールＡ、トリアリルジヒドロキシビフェニル等のアリル基を有する２官能フェノール化合物等が挙げられる。 The second functional compound to be reacted with these first bifunctional compounds has at least one functional group selected from the group consisting of phenolic hydroxyl groups, amino groups, carboxyl groups, mercapto groups, isocyanate groups and cyanate ester groups. It is a bifunctional compound having two. Among these, a bifunctional compound having two phenolic hydroxyl groups is preferable. Examples of the bifunctional compound having two phenolic hydroxyl groups include mononuclear aromatic dihydroxy compounds having one benzene ring such as catechol; bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), bis (4- Bisphenols such as hydroxyphenyl) methane (bisphenol F), bis (4-hydroxyphenyl) ethane (bisphenol AD); condensed polycyclic dihydroxy compounds such as dihydroxynaphthalene; allyls such as diallyl resorcin, diallyl bisphenol A, triallyl dihydroxybiphenyl And bifunctional phenol compounds having a group.
上述したなかでも、第１の２官能化合物としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、縮合多環ジヒドロキシ化合物のジグリシジルエーテルが好ましい。また、第２の２官能化合物としては、フェノール性水酸基を２つ有する２官能化合物である、ビスフェノール、縮合多環ジヒドロキシ化合物、ｔ−ブチルヒドロキノンが好ましい。これらの組み合わせにより得られた熱可塑性エポキシ樹脂は軟化温度が低く、これらを用いた繊維強化樹脂は電磁誘導加熱による変形が容易である。 Among the above-described compounds, the first bifunctional compound is preferably a bisphenol type epoxy resin or a diglycidyl ether of a condensed polycyclic dihydroxy compound. The second bifunctional compound is preferably bisphenol, a condensed polycyclic dihydroxy compound, or t-butylhydroquinone, which is a bifunctional compound having two phenolic hydroxyl groups. Thermoplastic epoxy resins obtained by these combinations have a low softening temperature, and fiber reinforced resins using them are easily deformed by electromagnetic induction heating.
また、熱可塑性樹脂の軟化温度を低下させて、繊維強化樹脂の加工をさらに容易にする観点からは、第１の２官能化合物の一部を、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテル等のベンゼン環を１個有する一核体芳香族モノエポキシ化合物類等の１官能エポキシ化合物で置換してもよい。これらの置換量は、５〜３０重量％の範囲とすることが好ましい。 Further, from the viewpoint of further facilitating the processing of the fiber reinforced resin by lowering the softening temperature of the thermoplastic resin, a part of the first bifunctional compound is converted into p-tert-butylphenylglycidyl ether, sec-butyl. It may be substituted with a monofunctional epoxy compound such as mononuclear aromatic monoepoxy compounds having one benzene ring such as phenyl glycidyl ether. These substitution amounts are preferably in the range of 5 to 30% by weight.
さらに、繊維強化樹脂で被覆するべき対象物に対する接着性を向上させる観点からは、第２の２官能化合物の一部を、ピロガロール、フロログルシノール、３核体フェノールノボラック、カテコールのホルムアルデヒド縮合物等３官能以上のフェノール化合物で置換してもよい。これらの置換量は、１〜２０重量％の範囲とすることが好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of improving the adhesion to an object to be coated with a fiber reinforced resin, a part of the second bifunctional compound is pyrogallol, phloroglucinol, trinuclear phenol novolak, catechol formaldehyde condensate, etc. It may be substituted with a trifunctional or higher functional phenol compound. These substitution amounts are preferably in the range of 1 to 20% by weight.
上述した第１の２官能化合物と第２の２官能化合物とを反応させることで繊維強化樹脂に用いる熱可塑性エポキシ樹脂が得られる。これらの反応は、重合を促進させるような触媒の存在下で行うことが好ましい。例えば、第２の２官能化合物としてフェノール性水酸基を２つ有する化合物を用いる場合、触媒としては、１，２−アルキレンベンズイミダゾール（ＴＢＺ）、２−アリール−４，５−ジフェニルイミダゾール（ＮＰＺ）や、以下に示すリン系触媒が挙げられる。 The thermoplastic epoxy resin used for fiber reinforced resin is obtained by making the 1st bifunctional compound mentioned above and the 2nd bifunctional compound react. These reactions are preferably performed in the presence of a catalyst that promotes polymerization. For example, when a compound having two phenolic hydroxyl groups is used as the second bifunctional compound, examples of the catalyst include 1,2-alkylenebenzimidazole (TBZ), 2-aryl-4,5-diphenylimidazole (NPZ), The following phosphorus-based catalysts are mentioned.
リン系触媒としては、３個の有機基を有する有機リン系化合物が挙げられ、その具体例としては、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリ−ｏ―トリルホスフィン、トリ−ｍ−トリルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、シクロヘキシルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン−トリフェニルボラン錯体、テトラフェニルホスホニウム−テトラフェニルボレ−ト等が例示できる。これらのなかでは、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、トリフェニルホスフィン−トリフェニルボラン錯体が好ましい。 Examples of the phosphorus catalyst include organic phosphorus compounds having three organic groups. Specific examples thereof include dicyclohexylphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, tri-m-tolylphosphine, and tri-p-tolyl. Examples include phosphine, cyclohexyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, triphenylphosphine-triphenylborane complex, tetraphenylphosphonium-tetraphenylborate and the like. Of these, dicyclohexylphenylphosphine, tri-p-tolylphosphine, and triphenylphosphine-triphenylborane complex are preferable.
なお、熱可塑性樹脂中には、添加成分として、消泡剤、フィラー、増量剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を加えることもできる。 In addition, an antifoamer, a filler, a bulking agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, etc. can be added as an additive component to the thermoplastic resin.
繊維強化樹脂において、上記熱可塑性樹脂中に配する強化繊維は炭素繊維である。この炭素繊維としては、シート状の形状を有するものが好ましい。このような炭素繊維シートとしては、例えば、強化繊維の編組物、例えば、織物、組物、編物、不織布、チョップドストランドマットが挙げられる。このとき用いる炭素繊維シートとしては、５００μｍ以下の厚さを有するものが好ましく、２００μｍ以下の厚さを有するものがより好ましい。 In the fiber reinforced resin, the reinforcing fiber disposed in the thermoplastic resin is a carbon fiber. As this carbon fiber, what has a sheet-like shape is preferable. Examples of such a carbon fiber sheet include a braid of reinforcing fibers, such as a woven fabric, a braid, a knitted fabric, a non-woven fabric, and a chopped strand mat. The carbon fiber sheet used at this time preferably has a thickness of 500 μm or less, and more preferably has a thickness of 200 μm or less.
繊維強化樹脂は、固化した状態の熱可塑性樹脂中にこれらの炭素繊維が配されたものである。繊維強化樹脂における炭素繊維の含有量は、繊維強化樹脂の全体積に対して、２０〜７０体積％とすることが好ましく、３０〜６０体積％とすることが好ましい。炭素繊維の含有量が２０体積％未満であると、高周波による加熱が不十分となり、繊維強化樹脂の加工が困難となる傾向にある。一方、６０体積％、特に７０体積％を超えると、炭素繊維中への樹脂の含浸が不十分となりボイドが発生し易く、これにより成形品の強度が低下する傾向にある。 The fiber reinforced resin is obtained by arranging these carbon fibers in a solidified thermoplastic resin. The carbon fiber content in the fiber reinforced resin is preferably 20 to 70% by volume, and preferably 30 to 60% by volume, based on the total volume of the fiber reinforced resin. When the content of the carbon fiber is less than 20% by volume, heating by high frequency becomes insufficient, and processing of the fiber reinforced resin tends to be difficult. On the other hand, if it exceeds 60% by volume, particularly 70% by volume, the impregnation of the resin into the carbon fiber becomes insufficient and voids are likely to be generated, thereby tending to lower the strength of the molded product.
このような繊維強化樹脂は、例えば、以下のようにして得ることができる。すなわち、まず、上述したような強化繊維シートに、重合後に熱可塑性樹脂となる上記第１及び第２の２官能化合物を含浸させる。この含浸は、例えば、強化繊維シートをこれらの２官能化合物中に浸漬するか、または、２官能化合物を強化繊維シートに塗布することにより行うことができる。 Such a fiber reinforced resin can be obtained as follows, for example. That is, first, the reinforcing fiber sheet as described above is impregnated with the first and second bifunctional compounds that become a thermoplastic resin after polymerization. This impregnation can be performed, for example, by immersing the reinforcing fiber sheet in these bifunctional compounds or by applying the bifunctional compound to the reinforcing fiber sheets.
炭素繊維シート中に２官能化合物を均一に含浸させる観点からは、これらの２官能化合物に、メチルセロソルブ、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン等の有機溶媒を、２官能化合物１００重量部に対して５０重量部以下となる配合量で添加してワニスとし、このワニスの状態で含浸させることもできる。この場合、ワニスの粘度は、０．１〜１００ｃＰとすることが好ましい。 From the viewpoint of uniformly impregnating the bifunctional compound into the carbon fiber sheet, an organic solvent such as methyl cellosolve, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and acetone is added to these bifunctional compounds in an amount of 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the bifunctional compound. A varnish can be added by a blending amount of not more than parts by weight, and impregnated in this varnish state. In this case, the viscosity of the varnish is preferably 0.1 to 100 cP.
炭素繊維シート中に第１及び第２の２官能化合物を含浸させた後、これらの２官能化合物の重合反応を生じさせる。重合反応は、例えば、加熱による方法や紫外線又は電子線等の照射による方法により実施することができる。また、上述の含浸において樹脂ワニスを用いた場合は、加熱により溶剤を揮発させた後に、紫外線又は電子線の照射を行う方法も採用可能である。加熱により重合を実施する場合、かかる重合は、反応性化合物を含浸させたシート状の基材を、乾燥機中で１００〜２００℃、好ましくは１２０〜１８０℃で、１〜３０分、好ましくは２〜１０分加熱することにより行うことができる。含浸時に樹脂ワニスを用いた場合、このような加熱によって、重合と同時にワニス中の有機溶媒が除去され得る。 After impregnating the carbon fiber sheet with the first and second bifunctional compounds, a polymerization reaction of these bifunctional compounds is caused. The polymerization reaction can be carried out, for example, by a method using heating or a method using irradiation with ultraviolet rays or electron beams. Further, when a resin varnish is used in the above impregnation, a method of irradiating with an ultraviolet ray or an electron beam after volatilizing the solvent by heating can also be adopted. When the polymerization is carried out by heating, the polymerization is carried out by using a sheet-like substrate impregnated with a reactive compound in a dryer at 100 to 200 ° C., preferably 120 to 180 ° C. for 1 to 30 minutes, preferably This can be done by heating for 2 to 10 minutes. When the resin varnish is used during the impregnation, the organic solvent in the varnish can be removed simultaneously with the polymerization by such heating.
第１の２官能化合物と第２の２官能化合物との反応としては、一例として、下記化学式（１）で示される反応が挙げられる。このような反応が生じることによって、熱可塑性エポキシ樹脂である直鎖状のポリマーが生成する。
このようにして第１及び第２の２官能化合物の重合を行ったのち、必要に応じて電磁誘導加熱等を更に実施して、熱可塑性樹脂を固化した状態とする。このように熱可塑性樹脂を固化する際には、繊維強化樹脂を、後の成形時に有利な形状としておくこともできる。 Thus, after superposing | polymerizing a 1st and 2nd bifunctional compound, electromagnetic induction heating etc. are further implemented as needed, and it is set as the state which solidified the thermoplastic resin. Thus, when solidifying a thermoplastic resin, a fiber reinforced resin can also be made into an advantageous shape at the time of subsequent shaping | molding.
なお、本発明の成形方法に用いる繊維強化樹脂は、必ずしも上述した製造方法により得られたものに限定されず、射出成形、押し出し成形等の金型を用いて成形した成形品であってもよい。 The fiber reinforced resin used in the molding method of the present invention is not necessarily limited to that obtained by the manufacturing method described above, and may be a molded product molded using a mold such as injection molding or extrusion molding. .
（繊維強化樹脂の成形方法）
次に、図１及び図２を参照して上述した構成を有する繊維強化樹脂を成形する方法について説明する。図１は、繊維強化樹脂の成形に用いる電磁誘導加熱装置の概略図である。電磁誘導加熱装置１は、電源部２、電源部２にコイルリード３を介して接続されたコイル４、及びコイル４上に被覆シート８を載せることができる試料台６からなる構成を有している。
(Fiber-reinforced resin molding method)
Next, a method for molding the fiber reinforced resin having the above-described configuration with reference to FIGS. 1 and 2 will be described. FIG. 1 is a schematic view of an electromagnetic induction heating device used for molding a fiber reinforced resin. The electromagnetic induction heating device 1 has a configuration including a
図２は、図１に示した被覆シート８の断面構造を模式的に示す図である。被覆シート８は、上述した繊維強化樹脂である炭素繊維強化樹脂層１４が、ガラス繊維強化樹脂層１２間に挟まれた３層構造を有している。また、ガラス繊維強化樹脂層１２は、熱可塑性樹脂２０及びこの中に配されたガラス繊維２２から構成され、炭素繊維強化樹脂層１４は、熱可塑性樹脂２０及びこの中に配された炭素繊維２４から構成されている。なお、両層１２，１４は、それぞれ同一の熱可塑性樹脂を含有するものである。このような構成を有する被覆シート８は、各層１２，１４を積層してプレス成形を施す等により得られたものである。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the
繊維強化樹脂の成形方法においては、まず、電磁誘導加熱装置１の試料台６上に、被覆シート８を、その加工すべき部位がコイル４と対向するように載せる。この際、コイル４と被覆シート８とは試料台６を介して数ｍｍ離間した状態となっている。
In the fiber-reinforced resin molding method, first, the
次に、電磁誘導加熱装置を動作させ、コイル４に高周波電流を流す。コイル４に高周波電流が流れると磁束が発生し、この磁束が被覆シート８における炭素繊維強化樹脂層１４中の炭素繊維２４と交差する。こうなると、この炭素繊維２４は導電体であるため、炭素繊維２４内にいわゆる渦電流が生じる。そして、この渦電流が、炭素繊維２４の電気抵抗により熱を発生する。こうして、電磁誘導加熱により被覆シート４における炭素繊維強化樹脂層１４中の加工すべき部位にある炭素繊維２４が加熱される（加熱工程）。
Next, the electromagnetic induction heating device is operated, and a high-frequency current is passed through the coil 4. When a high frequency current flows through the coil 4, a magnetic flux is generated, and this magnetic flux intersects the carbon fiber 24 in the carbon fiber reinforced
このように炭素繊維２４が電磁誘導加熱により加熱されると、炭素繊維強化樹脂層１４中及びガラス繊維強化樹脂層１２中の炭素繊維２４の周辺に存在する熱可塑性樹脂２０も加熱される。そして、この加熱によって熱可塑性樹脂２０がその軟化温度以上となると、この軟化部位において被覆シート８が柔軟性を有するようになり、自由に変形できる状態となる。被覆シート８がこのような状態になった時に、その加熱部位において被覆シート８を変形させ、所望の形状とする（変形工程）。
Thus, when the carbon fiber 24 is heated by electromagnetic induction heating, the
こうして電磁誘導加熱により被覆シート８を所望の形状に加工した後、電磁誘導加熱装置１の動作を停止し、炭素繊維２４の電磁誘導加熱を終了する。これにより、被覆シート８における加工部位の熱可塑性樹脂２０が冷却されて再び固化する。こうして、所望の形状に成形された被覆シート８が得られる。
Thus, after processing the
上記成形方法においては、被覆シート８の変形を効率良く生じさせる観点から、電磁誘導加熱装置１による加熱は、３０秒以内、好ましくは１５秒以内に、１００℃以上、好ましくは１４０℃以上となるように制御することが好ましい。このような加熱時間及び加熱温度は、コイル４に流す高周波電流の電圧や周波数を調整することにより制御することができる。
In the molding method, from the viewpoint of efficiently causing deformation of the
そして、上記条件を満たすようにするためには、電磁誘導加熱を１０〜１０００ｋＨｚ、好ましくは３０〜６００ｋＨｚ、より好ましくは５０〜５００ｋＨｚ、更に好ましくは１００〜４００ｋＨｚの周波数で行うことが更に好ましい。なお、ここでいう周波数とは、コイル４に流す高周波電流の周波数をいうものとする。 And in order to satisfy | fill the said conditions, it is still more preferable to perform electromagnetic induction heating with the frequency of 10-1000 kHz, Preferably it is 30-600 kHz, More preferably, it is 50-500 kHz, More preferably, it is 100-400 kHz. The frequency here means the frequency of the high-frequency current flowing through the coil 4.
なお、被覆シート８の成形は、必ずしも上述したように試料台６の上に載せて行う必要はなく、電磁誘導加熱装置１におけるコイル４及び試料台６を自由に移動させて行うことができる。例えば、被覆シート８をギプス等として用いる場合には、まず、被覆シート８を上述と同様にして電磁誘導加熱により加工可能な状態とし、ギプスで固定するべき人体等の対象物の所定部位を被覆する。
The
次に、対象物の所定部位を被覆した状態の被覆シート８において、更にその表面形状に沿った加工を行う必要がある部位に、電磁誘導加熱装置１におけるコイル４（試料台６）を近づけて電磁誘導加熱を行い（再加熱）、当該部位を更に表面形状に沿った形状となるように変形させる。これにより、被覆シート８は、対象物の所定部位の表面に密着した形状を有するようになる。
Next, in the
このような方法においては、再加熱時に被覆シート８を変形させる部位以外の不要な部位は加熱されないため、かかる再加熱を効率良く実施することができる。このため、上記方法によれば、被覆シート８を所望の形状に成形することが極めて容易となる。
In such a method, since unnecessary parts other than the part that deforms the
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.
[Example 1]
（ＣＦＲＴＰの作製）
乾燥した状態の平織り炭素クロス（東邦レーヨン社製、Ｗ−６１０１：質量３３０ｇ／ｍ２、厚み０．４６ｍｍ）に、２０重量部のメチルセロソルブ及び１００重量部の熱可塑性エポキシ樹脂（ナガセケムテックス社製、ＩＦ−３１）を含むワニスを含浸させた後、１５０℃で８分の乾燥を行うことにより溶剤を除去し、熱可塑性エポキシ樹脂中に炭素クロスが配されたプリプレグを得た。このプリプレグ材を７枚準備し、これらを重ねたものを、１５０℃に加熱された状態の平板形状の金型を用いて硬化時間１時間、成形圧力１．０ＭＰａの条件でプレス成形を行い、熱可塑性エポキシ樹脂が固化した状態のシート状の炭素繊維強化樹脂を得た（得られた炭素繊維強化樹脂を以下、「ＣＦＲＴＰ」と略す）。このＣＦＲＴＰの仕上がり寸法は、幅＝２００ｍｍ、長さ＝３００ｍｍ、厚さ＝２．５ｍｍであった。また、ＣＦＲＴＰ中の炭素クロスの体積含有率は４５％であった。
(Production of CFRTP)
A plain woven carbon cloth (W-6101 manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., mass 330 g / m 2 , thickness 0.46 mm) in a dried state, 20 parts by weight methyl cellosolve and 100 parts by weight thermoplastic epoxy resin (Nagase ChemteX Corporation) After impregnating a varnish containing IF-31), the solvent was removed by drying at 150 ° C. for 8 minutes to obtain a prepreg in which a carbon cloth was arranged in a thermoplastic epoxy resin. Seven sheets of this prepreg material were prepared, and a stack of these prepreg materials was subjected to press molding under the conditions of a curing time of 1 hour and a molding pressure of 1.0 MPa using a flat plate mold heated to 150 ° C. A sheet-like carbon fiber reinforced resin in a state where the thermoplastic epoxy resin was solidified was obtained (hereinafter, the obtained carbon fiber reinforced resin is abbreviated as “CFRTP”). The finished dimensions of this CFRTP were width = 200 mm, length = 300 mm, and thickness = 2.5 mm. The volume content of carbon cloth in CFRTP was 45%.
（被覆シートの作製）
上記ＣＦＲＴＰに用いたのと同じ熱可塑性エポキシ樹脂を平織りガラスクロス（日東紡績社製、ＷＦ２３０Ｎ：質量２０３ｇ／ｍ２、厚み０．２２ｍｍ、エポキシシランカップリング剤処理品）に含浸させたシートを作製し、これを６枚重ねてガラス繊維強化樹脂のプリプレグを得た。
(Preparation of coated sheet)
A sheet is produced by impregnating a plain weave glass cloth (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., WF230N: mass 203 g / m 2 , thickness 0.22 mm, treated with an epoxy silane coupling agent) with the same thermoplastic epoxy resin used for the above CFRTP. And six of these were piled up and the prepreg of glass fiber reinforced resin was obtained.
このプリプレグを２つ準備し、上述のＣＦＲＴＰの両面に接着させた後、温度１５０℃／時間、成形圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件でプレス成形を行って、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＴＰ）の間にＣＦＲＴＰが挟持された構造（図２に示す構造）の被覆シートを得た。なお、本実施例においては、ＣＦＲＴＰに接するように熱伝対を挟んだ状態としておき、被覆シート中のＣＦＲＴＰ層の温度を測定可能な状態とした。 After preparing these two prepregs and bonding them to both sides of the above-mentioned CFRTP, press molding was performed under the conditions of a temperature of 150 ° C./hour and a molding pressure of 10 kgf / cm 2 , and between the glass fiber reinforced resins (GFRTP) A coated sheet having a structure in which CFRTP is sandwiched (structure shown in FIG. 2) was obtained. In this example, the thermocouple was sandwiched so as to be in contact with CFRTP, and the temperature of the CFRTP layer in the covering sheet was measurable.
（ＣＦＲＴＰの貯蔵弾性率及びｔａｎδの測定）
まず、得られたＣＦＲＴＰを用いて粘弾性試験を行った。粘弾性試験の測定モードとしては両持ち曲げを採用し、周波数は１Ｈｚ、測定温度は−４０〜１６０℃の範囲とした。そして、貯蔵弾性率及び損失（ｔａｎδ）の温度変化を求めた。
(Measurement of storage modulus and tan δ of CFRTP)
First, a viscoelasticity test was performed using the obtained CFRTP. As the measurement mode of the viscoelasticity test, double-end bending was adopted, the frequency was 1 Hz, and the measurement temperature was in the range of −40 to 160 ° C. And the temperature change of storage elastic modulus and loss (tan-delta) was calculated | required.
図３は、温度変化に対する貯蔵弾性率値の変化を示すグラフである。また、図４は、温度変化に対するｔａｎδの値の変化を示すグラフである。図３より、ＣＦＲＴＰにおける熱可塑性エポキシ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ、約１２０℃）以上の温度では、貯蔵弾性率が急激に低下していることが判明した。また、図４より、ｔａｎδの値は、Ｔｇを超える温度で急激に高くなり、それ以上に温度を上げても高い値が維持されることが判明した。 FIG. 3 is a graph showing changes in storage elastic modulus values with respect to temperature changes. FIG. 4 is a graph showing changes in the value of tan δ with respect to temperature changes. From FIG. 3, it was found that the storage elastic modulus rapidly decreased at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg, about 120 ° C.) of the thermoplastic epoxy resin in CFRTP. Further, from FIG. 4, it was found that the value of tan δ suddenly increased at a temperature exceeding Tg, and that a high value was maintained even if the temperature was raised further.
これらの結果から、熱可塑性エポキシ樹脂は、Ｔｇ以上の温度で溶融（再液状化）した状態となっており、ＣＦＲＴＰはこのＴｇ以上の温度で粘性的性質が大きい状態となっていることが確認された。 From these results, it is confirmed that the thermoplastic epoxy resin is melted (re-liquefied) at a temperature of Tg or higher, and CFRTP is in a state of high viscosity at a temperature of Tg or higher. It was done.
（被覆シートの成形）
得られた被覆シートを用い、図１に示す電磁誘導加熱装置により被覆シートにおけるＣＦＲＴＰ中の炭素繊維の電磁誘導加熱を行った。被覆シートと電磁誘導加熱装置におけるコイルとの距離は２ｍｍとした。また、このときの電磁誘導加熱の条件は以下の通りとした。
電磁誘導加熱装置の使用電源：５ｋＷ／４００ｋＨｚ
周波数 ：３８３ｋＨｚ
コンデンサ電圧 ：２５Ｖｐ−ｐ（３５０Ｖ）
コイル形状 ：図５に示すコイル４０の形状（蚊取り線香型、２ターン、コイルのパイプ径 ４φ ８０×４０）
(Coating sheet forming)
Using the obtained covering sheet, the electromagnetic induction heating of carbon fibers in CFRTP in the covering sheet was performed by the electromagnetic induction heating apparatus shown in FIG. The distance between the coating sheet and the coil in the electromagnetic induction heating device was 2 mm. Moreover, the conditions of the electromagnetic induction heating at this time were as follows.
Power supply for electromagnetic induction heating device: 5kW / 400kHz
Frequency: 383 kHz
Capacitor voltage: 25V pp (350V)
Coil shape: Shape of the
図６は、被覆シート中のＣＦＲＴＰの電磁誘導加熱時間に対する温度変化を示すグラフである。図６より、被覆シートにおけるＣＦＲＴＰは、約８秒で約１５０℃に達することが判明した。そして、この状態の被覆シート１に手動で曲げ加工を実施したところ、容易に１８０°曲げて２つ折り形状とすることができた。
［実施例２］
FIG. 6 is a graph showing a temperature change with respect to electromagnetic induction heating time of CFRTP in the covering sheet. From FIG. 6, it was found that CFRTP in the coated sheet reaches about 150 ° C. in about 8 seconds. When the cover sheet 1 in this state was manually bent, it was easily bent by 180 ° into a folded shape.
[Example 2]
（ＣＦＲＴＰの作製）
平織り炭素クロスとして、平織りカーボンクロス（新日本石油社製、グラノックスクロス、ＰＦ−ＸＮ６０−３００：質量３１１ｇ／ｍ２、厚み０．３６ｍｍ）を用い、熱可塑性エポキシ樹脂として熱可塑性エポキシ樹脂（ナガセケムテックス社製、ＩＦ−４１）を用いたこと以外は、上記「被覆シートの成形」と同様にしてＣＦＲＴＰを得た。このＣＦＲＴＰの仕上がり寸法は、幅＝２００ｍｍ、長さ＝３００ｍｍ、厚さ＝２．５ｍｍであった。また、ＣＦＲＴＰ中の炭素クロスの体積含有率は４５％であった。
(Production of CFRTP)
A plain weave carbon cloth (manufactured by Nippon Oil Corporation, Granox cloth, PF-XN60-300: mass 311 g / m 2 , thickness 0.36 mm) is used as the plain weave carbon cloth, and a thermoplastic epoxy resin (Nagase) is used as the thermoplastic epoxy resin. CFRTP was obtained in the same manner as in the above “molding of the covering sheet”, except that Chem-Tex, IF-41) was used. The finished dimensions of this CFRTP were width = 200 mm, length = 300 mm, and thickness = 2.5 mm. The volume content of carbon cloth in CFRTP was 45%.
（ＣＦＲＴＰの貯蔵弾性率の測定）
得られたＣＦＲＴＰを用い、上記「被覆シートの成形」と同様の条件で貯蔵弾性率の測定を行った。図７は、温度変化に対する貯蔵弾性率の値の変化を示すグラフである。図７より、熱可塑性エポキシ樹脂のＴｇ（約８０℃）を超える温度で、ＣＦＲＴＰの粘性的性質が大きくなることが判明した。
(Measurement of storage modulus of CFRTP)
Using the obtained CFRTP, the storage elastic modulus was measured under the same conditions as in the above “molding of the coated sheet”. FIG. 7 is a graph showing changes in the value of the storage elastic modulus with respect to changes in temperature. From FIG. 7, it was found that the viscosity property of CFRTP increases at a temperature exceeding Tg (about 80 ° C.) of the thermoplastic epoxy resin.
（被覆シートの成形）
得られたＣＦＲＴＰをそのまま被覆シートとして用い、これをギブスとして用いた場合の有用性について検討した。まず、下記に示す条件に従って、被覆シートにおける炭素繊維の電磁誘導加熱を行った。
電磁誘導加熱装置の使用電源：４５０Ｗ
周波数 ：３８ｋＨｚ
コイル形状 ：直径１００ｍｍのスパイラル形状
(Coating sheet forming)
The obtained CFRTP was directly used as a coating sheet, and the usefulness when this was used as a cast was examined. First, according to the conditions shown below, electromagnetic induction heating of the carbon fiber in the coating sheet was performed.
Power supply for electromagnetic induction heating device: 450W
Frequency: 38 kHz
Coil shape: Spiral shape with a diameter of 100 mm
この条件で電磁誘導加熱を２０秒実施したところ、被覆シートの温度が１００℃となり、粘性的性質が高い状態となった。さらに、この状態の被覆シートが室温まで冷却される間に、被覆シートを人体の足首部分にあてて、当該部分の形状に沿うように加工した。その結果、被覆シートは５０Ｎ程度の微小な力で容易に変形し、成形後の被覆シートは足首部分に密着した形状を有するものとなった。以上の結果から、この被覆シートはギブスとして用いる場合であっても有用であることが判明した。 When electromagnetic induction heating was carried out for 20 seconds under these conditions, the temperature of the coating sheet was 100 ° C., and the viscosity property was high. Furthermore, while the covering sheet in this state was cooled to room temperature, the covering sheet was applied to the ankle part of the human body and processed so as to follow the shape of the part. As a result, the cover sheet was easily deformed with a minute force of about 50 N, and the formed cover sheet was in close contact with the ankle portion. From the above results, it was found that this coated sheet is useful even when used as a cast.
１…電磁誘導加熱装置、２…電源部、３…コイルリード、４…コイル、６…試料台、８…被覆シート、１２…ガラス繊維強化樹脂層、１４…炭素繊維強化樹脂層、２０…熱可塑性樹脂、２２…ガラス繊維、２４…炭素繊維、４０…コイル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electromagnetic induction heating apparatus, 2 ... Power supply part, 3 ... Coil lead, 4 ... Coil, 6 ... Sample stand, 8 ... Cover sheet, 12 ... Glass fiber reinforced resin layer, 14 ... Carbon fiber reinforced resin layer, 20 ... Heat Plastic resin, 22 ... glass fiber, 24 ... carbon fiber, 40 ... coil.
Claims (7)
前記熱可塑性樹脂として、熱可塑性エポキシ樹脂を用い、
エポキシ基を２つ有する第１の２官能化合物、並びに、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、イソシアネート基及びシアネートエステル基からなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基を２つ有する第２の２官能化合物に、有機溶媒を添加してワニスとし、該ワニスを前記炭素繊維に含浸させた後、前記第１の２官能化合物及び前記第２の２官能化合物の重合反応を生じさせて前記熱可塑性エポキシ樹脂を生成し、該熱可塑性エポキシ樹脂を固化した状態として前記繊維強化樹脂を得る工程と、
前記繊維強化樹脂中の前記炭素繊維を電磁誘導加熱により加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記繊維強化樹脂を変形させる変形工程と、を有することを特徴とする繊維強化樹脂の成形方法。 A method of molding a fiber reinforced resin comprising a solidified thermoplastic resin and carbon fibers disposed in the thermoplastic resin,
As the thermoplastic resin, using a thermoplastic epoxy resin,
A first bifunctional compound having two epoxy groups and a second bifunctional compound having at least one functional group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, an isocyanate group and a cyanate ester group; An organic solvent is added to the bifunctional compound 2 to make a varnish, and the carbon fiber is impregnated with the varnish, and then a polymerization reaction of the first bifunctional compound and the second bifunctional compound is caused. Producing the thermoplastic epoxy resin, obtaining the fiber reinforced resin as a solidified state of the thermoplastic epoxy resin;
A heating step of heating the carbon fiber in the fiber reinforced resin by electromagnetic induction heating;
Method of molding a fiber-reinforced resin, characterized by chromatic and a deforming step for deforming the fiber-reinforced resin after the heating step.
前記第１の２官能化合物と、前記第２の２官能化合物と、を重付加して得られたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維強化樹脂の成形方法。 The thermoplastic epoxy resin is
Said first bifunctional compounds, fiber reinforced resin according to claim 1, wherein the second bifunctional compounds are those were obtained by polyaddition Molding method.
請求項１〜６のいずれか一項に記載の成形方法により成形された繊維強化樹脂からなるものであることを特徴とする被覆シート。
A covering sheet formed so as to cover a predetermined part of an object to be covered,
A covering sheet comprising a fiber reinforced resin molded by the molding method according to any one of claims 1 to 6 .
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS62227710A (en) * | 1986-03-31 | 1987-10-06 | Toray Ind Inc | Method of heating resin material |
| JPS63128912A (en) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | Miyamoto Michie | Method and apparatus for forming heat crosslinkable resin complex and heat crosslinkable resin complex used therefor |
| JP2001348419A (en) * | 2000-06-06 | 2001-12-18 | Nagase Chemtex Corp | Recyclable epoxy resin composition |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62227710A (en) * | 1986-03-31 | 1987-10-06 | Toray Ind Inc | Method of heating resin material |
| JPS63128912A (en) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | Miyamoto Michie | Method and apparatus for forming heat crosslinkable resin complex and heat crosslinkable resin complex used therefor |
| JP2001348419A (en) * | 2000-06-06 | 2001-12-18 | Nagase Chemtex Corp | Recyclable epoxy resin composition |
| JP2009513171A (en) * | 2003-07-01 | 2009-04-02 | ナイキ インコーポレーティッド | Athletic shoes |
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