JPH07276403A - 繊維強化プラスチック成形体の製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチック成形体の製造方法Info
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- JPH07276403A JPH07276403A JP6074643A JP7464394A JPH07276403A JP H07276403 A JPH07276403 A JP H07276403A JP 6074643 A JP6074643 A JP 6074643A JP 7464394 A JP7464394 A JP 7464394A JP H07276403 A JPH07276403 A JP H07276403A
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- JP
- Japan
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- prepreg
- resin
- viscous material
- fiber
- bag
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- Pending
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 プリプレグの外側に２以上の成形型を配置し
加圧下に加熱硬化させて、繊維強化プラスチックを製造
する方法において、成形型の型間が粘着性物質で接合さ
れる繊維強化プラスチック成形体の製造方法。 【効果】 低粘度のマトリックス樹脂を用いてもレジン
フローの現象もなく設計通りの繊維含有率でかつ空隙率
低い成形体が得られ、また粘着性ゴム類を使用した場合
はこの部分からの脱気も可能となる。
加圧下に加熱硬化させて、繊維強化プラスチックを製造
する方法において、成形型の型間が粘着性物質で接合さ
れる繊維強化プラスチック成形体の製造方法。 【効果】 低粘度のマトリックス樹脂を用いてもレジン
フローの現象もなく設計通りの繊維含有率でかつ空隙率
低い成形体が得られ、また粘着性ゴム類を使用した場合
はこの部分からの脱気も可能となる。
Description
【０００１】
【従来の技術】繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）成形体
の製造方法としては、プリプレグを目的の繊維方向、積
層数、厚さに積層し、加熱硬化する方法が一般に用いら
れている。
の製造方法としては、プリプレグを目的の繊維方向、積
層数、厚さに積層し、加熱硬化する方法が一般に用いら
れている。
【０００２】また所望の形状の成形体を得る目的では、
プリプレグを型に積層し、全体を気密性バッグに入れ、
バッグ外部から等方性の外圧をかけつつ加熱硬化する方
法も行われている。
プリプレグを型に積層し、全体を気密性バッグに入れ、
バッグ外部から等方性の外圧をかけつつ加熱硬化する方
法も行われている。
【０００３】しかしながら、プリプレグを加熱硬化させ
る工程では、レジンフローと呼ばれる樹脂の流失が起こ
りやすい傾向にあり、且つその抑制は、通常の成型方法
では困難であって、その結果ＦＲＰ成形体の繊維体積率
が設定よりも高くなったり、また製品の空隙率が高くな
ったりして満足できる物性の成形体が得られなくなると
いう問題がある。
る工程では、レジンフローと呼ばれる樹脂の流失が起こ
りやすい傾向にあり、且つその抑制は、通常の成型方法
では困難であって、その結果ＦＲＰ成形体の繊維体積率
が設定よりも高くなったり、また製品の空隙率が高くな
ったりして満足できる物性の成形体が得られなくなると
いう問題がある。
【０００４】特にプリプレグ用樹脂として低粘度の樹脂
を用いてＦＲＰ成形体を製造する場合は、樹脂の硬化温
度が高く、かつ通常のエポキシ樹脂に比較して最低粘度
が１桁低いために成形がきわめて困難であり、設計通り
の厚みと形状を有する成形体を安定して製造することは
難しかった。
を用いてＦＲＰ成形体を製造する場合は、樹脂の硬化温
度が高く、かつ通常のエポキシ樹脂に比較して最低粘度
が１桁低いために成形がきわめて困難であり、設計通り
の厚みと形状を有する成形体を安定して製造することは
難しかった。
【０００５】また、成形体の空隙率を減少させる目的
で、積層されたプリプレグからの脱気を行う場合、レジ
ンフローを起こさずに脱気することが困難であった。
で、積層されたプリプレグからの脱気を行う場合、レジ
ンフローを起こさずに脱気することが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題の対応策と
して、樹脂の粘度を増加させる目的で、硬化プロファイ
ルを通常とは異なるタイプの成形方法、例えば硬化温度
より低い温度において予備ソークと呼ばれる工程を設け
る方法が採用されている。しかしながらこの場合、樹脂
の特性、特に樹脂に含有される硬化剤の特性によっては
硬化反応が目標よりも速い時点で起こり、目標温度より
も低い温度で硬化反応を行うのと同じ結果になり、成形
体の一部の機械的特性が不十分となったり、ひいては成
形体全体の機械的特性が不十分となるという問題が生じ
ている。
して、樹脂の粘度を増加させる目的で、硬化プロファイ
ルを通常とは異なるタイプの成形方法、例えば硬化温度
より低い温度において予備ソークと呼ばれる工程を設け
る方法が採用されている。しかしながらこの場合、樹脂
の特性、特に樹脂に含有される硬化剤の特性によっては
硬化反応が目標よりも速い時点で起こり、目標温度より
も低い温度で硬化反応を行うのと同じ結果になり、成形
体の一部の機械的特性が不十分となったり、ひいては成
形体全体の機械的特性が不十分となるという問題が生じ
ている。
【０００７】また、複数の成形型を用いて加圧成形する
場合、複数の成形型の間の外側に弾力性を有する固形ゴ
ムで製造されたレジンダムを配置することも行われてい
るが、成形型とレジンダムとの隙間から樹脂が漏れるた
め、レジンフローを防止することはできなかった。
場合、複数の成形型の間の外側に弾力性を有する固形ゴ
ムで製造されたレジンダムを配置することも行われてい
るが、成形型とレジンダムとの隙間から樹脂が漏れるた
め、レジンフローを防止することはできなかった。
【０００８】本発明者らは、繊維体積含有率の調節が容
易で、かつ空隙率が低い繊維強化プラスチック成形体の
製造方法について鋭意研究を進めた結果、レジンフロー
の現象を抑制することにより、優れた成形体が得られる
ことを見い出し、本発明に至った。
易で、かつ空隙率が低い繊維強化プラスチック成形体の
製造方法について鋭意研究を進めた結果、レジンフロー
の現象を抑制することにより、優れた成形体が得られる
ことを見い出し、本発明に至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、プリ
プレグの外側に２以上の成形型を配し、加圧下に加熱硬
化させて繊維強化プラスチックを製造する方法におい
て、成形型の型間が粘着性物質で接合されていることを
特徴とする繊維強化プラスチック成形体の製造方法に関
する。
プレグの外側に２以上の成形型を配し、加圧下に加熱硬
化させて繊維強化プラスチックを製造する方法におい
て、成形型の型間が粘着性物質で接合されていることを
特徴とする繊維強化プラスチック成形体の製造方法に関
する。
【００１０】本発明でいう粘着性物質は、使用するプリ
プレグの硬化温度に耐えうると同時に、硬化温度におい
ても粘着性を失わない性質を有するものが用いられる。
プレグの硬化温度に耐えうると同時に、硬化温度におい
ても粘着性を失わない性質を有するものが用いられる。
【００１１】本発明で用いられる粘着性物質としては、
架橋剤を含まないゴム類が用いられ、例えば架橋剤を含
まないブチルゴム類、シリコンゴム類等が挙げられる。
これらの粘着性物質は、プリプレグの硬化温度に応じて
適宜選択することができ、例えば１８０℃のような高温
で硬化させる場合にはシリコンゴム類もしくは耐熱性ブ
チルゴム類が、また低温硬化型プリプレグの場合にはブ
チルゴム類、シリコンゴム類を用いることができる。
架橋剤を含まないゴム類が用いられ、例えば架橋剤を含
まないブチルゴム類、シリコンゴム類等が挙げられる。
これらの粘着性物質は、プリプレグの硬化温度に応じて
適宜選択することができ、例えば１８０℃のような高温
で硬化させる場合にはシリコンゴム類もしくは耐熱性ブ
チルゴム類が、また低温硬化型プリプレグの場合にはブ
チルゴム類、シリコンゴム類を用いることができる。
【００１２】このような粘着性物質のうち入手しやすい
ものとしては、一般的にバッグシーラントもしくはジェ
ネラルシーラントと呼ばれているものが挙げられる。
ものとしては、一般的にバッグシーラントもしくはジェ
ネラルシーラントと呼ばれているものが挙げられる。
【００１３】これらの粘着性ゴム類は、樹脂は透過しな
いものの、気体を多少透過するため、密閉したまま後述
のプリプレグの脱気を行うことができる。
いものの、気体を多少透過するため、密閉したまま後述
のプリプレグの脱気を行うことができる。
【００１４】本発明において複数の成形型により成形を
行う場合の一例を示すと、まずプリプレグを、目的とす
る方向および積層数に、下型等の上に積層し、側面に粘
着性物質を配置する。ついで上型を配置し、粘着性物質
で下型と上型との間を接合する。
行う場合の一例を示すと、まずプリプレグを、目的とす
る方向および積層数に、下型等の上に積層し、側面に粘
着性物質を配置する。ついで上型を配置し、粘着性物質
で下型と上型との間を接合する。
【００１５】次いで、プリプレグ、成形型および粘着性
物質から構成される被処理物を気密性バッグ等に入れ、
必要に応じて排気してプリプレグの脱気を行い、さらに
気密性バッグ等を密閉し、気密性バッグごとオートクレ
ーブに入れ、等方加圧しつつ加熱硬化する。
物質から構成される被処理物を気密性バッグ等に入れ、
必要に応じて排気してプリプレグの脱気を行い、さらに
気密性バッグ等を密閉し、気密性バッグごとオートクレ
ーブに入れ、等方加圧しつつ加熱硬化する。
【００１６】この際、熱硬化温度は、使用するプリプレ
グの硬化温度に応じて適宜選択できるが、通常は９０〜
２００℃程度の温度範囲である。また、硬化時間も同様
に使用するプリプレグに応じて適宜選択でき、通常は１
０分から１０時間、好ましくは３０分から７時間程度で
ある。
グの硬化温度に応じて適宜選択できるが、通常は９０〜
２００℃程度の温度範囲である。また、硬化時間も同様
に使用するプリプレグに応じて適宜選択でき、通常は１
０分から１０時間、好ましくは３０分から７時間程度で
ある。
【００１７】前記した等方加圧の圧力は、通常３〜１０
Ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは５〜８Ｋｇ／ｃｍ2である。
Ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは５〜８Ｋｇ／ｃｍ2である。
【００１８】プリプレグに使用される樹脂は、熱硬化性
であれば特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリ
シアネート系樹脂、フェノール系樹脂等を挙げることが
でき、特にエポキシ樹脂、ポリシアネート系樹脂等を用
いることが好ましい。さらには耐熱性が高い成形体を製
造する場合には、ポリシアネート系樹脂や、ジアミノジ
フェニルスルホンを含むエポキシ樹脂を使用することが
望ましい。
であれば特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリ
シアネート系樹脂、フェノール系樹脂等を挙げることが
でき、特にエポキシ樹脂、ポリシアネート系樹脂等を用
いることが好ましい。さらには耐熱性が高い成形体を製
造する場合には、ポリシアネート系樹脂や、ジアミノジ
フェニルスルホンを含むエポキシ樹脂を使用することが
望ましい。
【００１９】本発明の方法においては、通常のＦＲＰの
成形体の製造には流動性が高すぎて不向きである樹脂、
例えばポリシアネート系樹脂や３５０°Ｆ硬化型エポキ
シ樹脂であっても、レジンフロー現象が起こらないた
め、十分に優れた成形体を得ることができるという特徴
がある。
成形体の製造には流動性が高すぎて不向きである樹脂、
例えばポリシアネート系樹脂や３５０°Ｆ硬化型エポキ
シ樹脂であっても、レジンフロー現象が起こらないた
め、十分に優れた成形体を得ることができるという特徴
がある。
【００２０】本発明のプリプレグに使用される強化繊維
は、特に限定されず、公知の強化繊維はすべて使用する
ことができる。なかでも好適な強化繊維としては、例え
ば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミックス
繊維、その他の有機繊維等が挙げられる。なかでも軽量
かつ高強度、高弾性率の成形体を必要とする場合には、
炭素繊維が好ましく、特にピッチ系の炭素繊維が最も好
ましい。
は、特に限定されず、公知の強化繊維はすべて使用する
ことができる。なかでも好適な強化繊維としては、例え
ば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミックス
繊維、その他の有機繊維等が挙げられる。なかでも軽量
かつ高強度、高弾性率の成形体を必要とする場合には、
炭素繊維が好ましく、特にピッチ系の炭素繊維が最も好
ましい。
【００２１】
【実施例】本発明を、実施例を用いて具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２２】実施例１ 強化繊維として引張弾性率４９０ＧＰａ（５０ｔ／ｍｍ
2）、引張強度３６００ＭＰａ（３７０Ｋｇ／ｍｍ2）の
ピッチ系炭素繊維（商品名：ＧＲＡＮＯＣＸＮ−５０
Ａ、日本石油株式会社製）を用い、かつマトリックス樹
脂としてポリシアネート系樹脂を用いた一方向プリプレ
グを１９層、積層した３００ｍｍ×３００ｍｍの平板
を、図１の通りに配置し、粘着性物質としてシリコンゴ
ムからなるジェネラルシーラント（商品名：バッグシー
ラント ＧＳ＃２−SEALANT、エアテック社製）を用い
上型と下型の間を図１に示すように接合した。次にこの
被処理物を気密性バッグに入れ脱気したのちオートクレ
ーブに入れ、６Ｋｇ／ｃｍ 2の等方加圧下で１８０℃で
２時間加熱硬化し、成形体を得た。得られた成形体の物
性を、表１に示した。
2）、引張強度３６００ＭＰａ（３７０Ｋｇ／ｍｍ2）の
ピッチ系炭素繊維（商品名：ＧＲＡＮＯＣＸＮ−５０
Ａ、日本石油株式会社製）を用い、かつマトリックス樹
脂としてポリシアネート系樹脂を用いた一方向プリプレ
グを１９層、積層した３００ｍｍ×３００ｍｍの平板
を、図１の通りに配置し、粘着性物質としてシリコンゴ
ムからなるジェネラルシーラント（商品名：バッグシー
ラント ＧＳ＃２−SEALANT、エアテック社製）を用い
上型と下型の間を図１に示すように接合した。次にこの
被処理物を気密性バッグに入れ脱気したのちオートクレ
ーブに入れ、６Ｋｇ／ｃｍ 2の等方加圧下で１８０℃で
２時間加熱硬化し、成形体を得た。得られた成形体の物
性を、表１に示した。
【００２３】実施例２ 強化繊維織物としてＰＡＮ系炭素繊維（商品名：ＣＯ６
３４３Ｂ、東レ（株）製）を用い、かつマトリックス樹
脂としてポリシアネート系樹脂を用いたクロスプリプレ
グを９層、積層した３００ｍｍ×３００ｍｍの平板を実
施例１と同様の方法で加熱硬化して成形体を得た。得ら
れた成形体の物性を、表１に示した。
３４３Ｂ、東レ（株）製）を用い、かつマトリックス樹
脂としてポリシアネート系樹脂を用いたクロスプリプレ
グを９層、積層した３００ｍｍ×３００ｍｍの平板を実
施例１と同様の方法で加熱硬化して成形体を得た。得ら
れた成形体の物性を、表１に示した。
【００２４】比較例１ 粘着性物質の代わりにレジンダム（固形ゴム、商品名：
TM9090、タコーニック社製）を用いた以外は実施例１と
同様にして成形を行った。得られた成形体の物性を、表
１に示した。
TM9090、タコーニック社製）を用いた以外は実施例１と
同様にして成形を行った。得られた成形体の物性を、表
１に示した。
【００２５】比較例２ 粘着性物質の代わりにレジンダム（固形ゴム、商品名：
TM9090、タコーニック社製）を用いた以外は実施例２と
同様にして成形を行った。得られた成形体の物性を、表
１に示した。
TM9090、タコーニック社製）を用いた以外は実施例２と
同様にして成形を行った。得られた成形体の物性を、表
１に示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】本発明の方法を用いることにより、通常
使用されているマトリックス樹脂だけでなく、低粘度の
樹脂を用いても成形が容易で、かつ優れた成形体が得ら
れる。また、予備ソーク等の工程を設けずに、硬化物の
熱硬化に理想的な硬化プロファイルで熱硬化しても樹脂
の流失が起こらないため、設計通りの繊維含有率で、か
つ空隙率が低い成形体を得ることができる。
使用されているマトリックス樹脂だけでなく、低粘度の
樹脂を用いても成形が容易で、かつ優れた成形体が得ら
れる。また、予備ソーク等の工程を設けずに、硬化物の
熱硬化に理想的な硬化プロファイルで熱硬化しても樹脂
の流失が起こらないため、設計通りの繊維含有率で、か
つ空隙率が低い成形体を得ることができる。
【００２８】また、本発明において、粘着性物質に粘着
性ゴム類を使用した場合には、気密性バッグに入れて真
空引きをした際に、粘着性ゴム類部分が微妙に気体を透
過するために、成形体からの脱気が可能となり、かつ樹
脂の流出を防止することができ、良好な成形体を得るこ
とができる。
性ゴム類を使用した場合には、気密性バッグに入れて真
空引きをした際に、粘着性ゴム類部分が微妙に気体を透
過するために、成形体からの脱気が可能となり、かつ樹
脂の流出を防止することができ、良好な成形体を得るこ
とができる。
【図１】成形型の型間を粘着性物質で接合した状態を示
す１例である。
す１例である。
１ 上型 ２ 粘着性物質 ３ プリプレグ積層体 ４ 下型
Claims (1)
- 【請求項１】 プリプレグの外側に２以上の成形型を配
し、加圧下に加熱硬化させて繊維強化プラスチックを製
造する方法において、成形型の型間が粘着性物質で接合
されていることを特徴とする繊維強化プラスチック成形
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074643A JPH07276403A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 繊維強化プラスチック成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074643A JPH07276403A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 繊維強化プラスチック成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07276403A true JPH07276403A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13553111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6074643A Pending JPH07276403A (ja) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | 繊維強化プラスチック成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07276403A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017507810A (ja) * | 2014-02-10 | 2017-03-23 | ジーイー・アビエイション・システムズ・リミテッドＧｅ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | エアダムを形成する方法 |
| JP2019171653A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 三菱重工業株式会社 | 成形治具及びその製造方法 |
| JP2020055991A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 株式会社槌屋 | 繊維強化接着シート |
-
1994
- 1994-04-13 JP JP6074643A patent/JPH07276403A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017507810A (ja) * | 2014-02-10 | 2017-03-23 | ジーイー・アビエイション・システムズ・リミテッドＧｅ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | エアダムを形成する方法 |
| JP2019171653A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 三菱重工業株式会社 | 成形治具及びその製造方法 |
| JP2020055991A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 株式会社槌屋 | 繊維強化接着シート |
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