JP7149577B2 - 炭素繊維強化樹脂成形品の製造方法、及び炭素繊維強化樹脂成形品 - Google Patents
炭素繊維強化樹脂成形品の製造方法、及び炭素繊維強化樹脂成形品 Download PDFInfo
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「強磁性体粒子を含有する熱硬化性樹脂を、炭素繊維を一方向に引き揃えたUD材に含浸させた強磁性体粒子含有プリプレグの一以上から、前記熱硬化性樹脂が硬化している状態の炭素繊維強化樹脂薄板を製造し、
該炭素繊維強化樹脂薄板の複数を、間に電気絶縁性の層を介在させて積層する」ものである。
「前記強磁性体粒子含有プリプレグは、強磁性体粒子を含有する熱硬化性樹脂フィルムを前記UD材に重ね合わせた状態で、前記熱硬化性樹脂が完全硬化しない温度で加熱しつつ加圧することにより製造する」ものとすることができる。
「炭素繊維を一方向に引き揃えたUD材の炭素繊維と強磁性体粒子とが、硬化している状態の熱硬化性樹脂に保持されている炭素繊維強化樹脂薄板であり、
炭素繊維の方向に磁場をかけたとき、炭素繊維の方向に直交する方向に磁場をかけたときに比べて透磁率が高い磁気異方性を示す」ものである。
「前記炭素繊維強化樹脂薄板の複数が、間に電気絶縁性の層を介在させて積層された積層体であり、
該積層体では、炭素繊維の方向が単一方向である」ものである。
「炭素繊維を一方向に引き揃えたUD材の炭素繊維と強磁性体粒子とが、硬化している状態の熱硬化性樹脂に保持されている炭素繊維強化樹脂薄板の複数が、間に電気絶縁性の層を介在させて積層された積層体であり、
該積層体では、炭素繊維の方向が放射状をなしており、
炭素繊維の方向に磁場をかけたとき、炭素繊維の方向に直交する方向に磁場をかけたときに比べて透磁率が高い磁気異方性を示す」ものとすることができる。
炭素繊維のUD材の両面に、強磁性体粒子含有樹脂フィルムを重ね合わせ、加熱加圧により強磁性体粒子含有プリプレグを得た。この強磁性体粒子含有プリプレグでは、強磁性体粒子として鉄粒子を使用し、熱硬化性樹脂としては、常温で液体であり熱硬化性であるフェノール樹脂を使用した。熱硬化樹脂及び揮発性有機溶媒の質量割合は、炭素繊維50質量%に対してそれぞれ45質量%及び5質量%であり、炭素繊維とフェノール樹脂との和に対する強磁性体粒子の割合は、質量比で1.7:1.2とした。強磁性体粒子含有プリプレグを炭素繊維の方向が直交する方向に4プライ重ね合わせ(0°+90°+0°+90°)、加圧しながら熱硬化させることにより、厚さ約0.4mmの強磁性体粒子含有CFRP薄板とした。このようにして作製された強磁性体粒子含有CFRP薄板の複数を、同一の中心軸に対して、それぞれの薄板の対応する層における炭素繊維の方向が30°をなすように積層した。各層間には、エポキシ系接着剤を用いて絶縁層を設けた。このような積層の方法によれば、強磁性体粒子含有CFRP薄板を三枚積層することによって、炭素繊維の方向が中心軸に対して30°間隔の放射状となる。このような積層を所定の回数繰り返すことにより得た積層体から、外径25mm、内径15mm、厚さ5mmの円環状の炭素繊維樹脂成形品の試料E1を得た。
試料E1と同様に得た強磁性体粒子含有プリプレグを、炭素繊維の方向を同一として4プライ重ね合わせ、円筒状のマンドレルに巻いた状態で加圧しながら熱硬化させて、円形に曲げられた、厚さ約0.4mmの強磁性体粒子含有CFRP薄板とした。このようにして作製された強磁性体粒子含有CFRP薄板の複数を、同一の中心軸に対して同心円状に積層し、各層間には試料E1と同一材料で同一厚さの絶縁層を設けた。このようにして得た積層体から、外径25mm、内径15mm、厚さ5mmの円環状の炭素繊維樹脂成形品の試料E2を得た。
試料E1,E2と同一素材の炭素繊維を長さ6mmに切断した切断物を、試料E1,E2と同一の熱硬化性樹脂、揮発性有機溶媒、及び、試料E1,E2と同一の強磁性体粒子と混合し、混錬物とした。混錬物を乾燥させ、粉砕した。混錬物の粉砕物における炭素繊維、熱硬化性樹脂、及び強磁性体粒子の質量割合は、試料E1,E2と同一とした。粉砕物を成形型に充填し、加圧しつつ加熱して熱硬化性樹脂を硬化させ、外径25mm、内径15mm、厚さ5mmの円環状の炭素繊維樹脂成形品の試料Rを得た。
試料E1:0.40テスラ
試料E2:0.32テスラ
試料R :0.20テスラ
試料E1:2.67g/cm3
試料E2:2.36g/cm3
試料R :2.18g/cm3
Claims (4)
- 強磁性体粒子を含有する熱硬化性樹脂を、炭素繊維を一方向に引き揃えたUD材に含浸させた強磁性体粒子含有プリプレグの一以上から、前記熱硬化性樹脂が硬化している状態の炭素繊維強化樹脂薄板を製造し、
該炭素繊維強化樹脂薄板の複数を、間に電気絶縁性の層を介在させて積層する
ことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形品の製造方法。 - 前記強磁性体粒子含有プリプレグは、強磁性体粒子を含有する熱硬化性樹脂フィルムを前記UD材に重ね合わせた状態で、前記熱硬化性樹脂が完全硬化しない温度で加熱しつつ加圧することにより製造する
ことを特徴とする請求項1に記載の炭素繊維強化樹脂成形品の製造方法。 - 炭素繊維を一方向に引き揃えたUD材の炭素繊維と強磁性体粒子とが、硬化している状態の熱硬化性樹脂に保持されている炭素繊維強化樹脂薄板の複数が、間に電気絶縁性の層を介在させて積層された積層体であり、
該積層体では、炭素繊維の方向が放射状をなしており、
炭素繊維の方向に磁場をかけたとき、炭素繊維の方向に直交する方向に磁場をかけたときに比べて透磁率が高い磁気異方性を示す
ことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形品。 - 炭素繊維を一方向に引き揃えたUD材の炭素繊維と強磁性体粒子とが、硬化している状態の熱硬化性樹脂に保持されている炭素繊維強化樹脂薄板の複数が、間に電気絶縁性の層を介在させて積層された積層体であり、
該積層体では、炭素繊維の方向が単一方向であり、
炭素繊維の方向に磁場をかけたとき、炭素繊維の方向に直交する方向に磁場をかけたときに比べて透磁率が高い磁気異方性を示す
ことを特徴とする炭素繊維強化樹脂成形品。
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