JPH0813510B2 - 導電性を有する繊維強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法 - Google Patents
導電性を有する繊維強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法Info
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- JPH0813510B2 JPH0813510B2 JP64000984A JP98489A JPH0813510B2 JP H0813510 B2 JPH0813510 B2 JP H0813510B2 JP 64000984 A JP64000984 A JP 64000984A JP 98489 A JP98489 A JP 98489A JP H0813510 B2 JPH0813510 B2 JP H0813510B2
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- B29L2031/003—Profiled members, e.g. beams, sections having a profiled transverse cross-section
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば航空機の樹脂系複合材料としての繊
維強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法に
係り、特に炭素等の導電性を有する繊維で強化されたプ
ラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法に関する。
維強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法に
係り、特に炭素等の導電性を有する繊維で強化されたプ
ラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法に関する。
（従来の技術） 樹脂系複合材料の加熱硬化は、例えば特開昭58−6201
8号公報に示されているように、オートクレーブ内で行
なうのが一般的であるが、最近オートクレーブ内での加
熱に代え、マイクロ波の照射により加熱硬化を行なうこ
とが試みられており、本出願人も先に、例えば特願昭63
−88647号において、繊維強化プラスチックのマイクロ
波による加熱硬化方法を提案した。
8号公報に示されているように、オートクレーブ内で行
なうのが一般的であるが、最近オートクレーブ内での加
熱に代え、マイクロ波の照射により加熱硬化を行なうこ
とが試みられており、本出願人も先に、例えば特願昭63
−88647号において、繊維強化プラスチックのマイクロ
波による加熱硬化方法を提案した。
（発明が解決しようとする課題） ところで、本出願人が先に提案したマイクロ波による
加熱硬化方法は、例えばケブラーあるいはシリコンカー
バイト等の導電性を有しない繊維で強化されたプラスチ
ックを対象としているが、炭素等の導電性を有する繊維
を用いた強化プラスチックを、前記方法で加熱硬化させ
ようとすると、マイクロ波照射により繊維中に電流が発
生し、成形品の端部においてスパーク現象が起き、かつ
均一加熱硬化が可能となるおそれがある。
加熱硬化方法は、例えばケブラーあるいはシリコンカー
バイト等の導電性を有しない繊維で強化されたプラスチ
ックを対象としているが、炭素等の導電性を有する繊維
を用いた強化プラスチックを、前記方法で加熱硬化させ
ようとすると、マイクロ波照射により繊維中に電流が発
生し、成形品の端部においてスパーク現象が起き、かつ
均一加熱硬化が可能となるおそれがある。
本発明は、かかる現況に鑑みてなされたもので、導電
性を有する繊維強化プラスチックであっても、均一に加
熱硬化させることができる導電性を有する繊維強化プラ
スチックのマイクロ波による加熱硬化方法を提供するこ
とを目的とする。
性を有する繊維強化プラスチックであっても、均一に加
熱硬化させることができる導電性を有する繊維強化プラ
スチックのマイクロ波による加熱硬化方法を提供するこ
とを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、導電性を有する繊維強化プラスチック成形
物を、マイクロ波で発熱する材質で形成された型枠内に
配置し、前記成形物および型枠の両者にマイクロ波を照
射して成形物の加熱硬化を行なう方法であって、前記マ
イクロ波の照射前およびマイクロ波による成形物の加熱
硬化中に、成形物を加圧するようにしたことを特徴とす
る。
物を、マイクロ波で発熱する材質で形成された型枠内に
配置し、前記成形物および型枠の両者にマイクロ波を照
射して成形物の加熱硬化を行なう方法であって、前記マ
イクロ波の照射前およびマイクロ波による成形物の加熱
硬化中に、成形物を加圧するようにしたことを特徴とす
る。
そして本発明においては、マイクロ波の照射方法とし
て、まずマイクロ波を所定時間照射した後、それより低
い出力で間隔をおき複数回のマイクロ波照射を行なうよ
うにすることがより好ましい。
て、まずマイクロ波を所定時間照射した後、それより低
い出力で間隔をおき複数回のマイクロ波照射を行なうよ
うにすることがより好ましい。
（作 用） 本願に係る導電性を有する繊維強化プラスチックのマ
イクロ波による加熱硬化方法においては、マイクロ波の
照射前およびマイクロ波による成形物の加熱硬化中に、
成形物が加圧される。そして、この加圧により、成形物
中のボイドが除去されるとともに、成形物の端部の繊維
間の隙間がなくなって、密着し、さらにこの作用によ
り、切断された繊維面がプラスチックにより被覆されて
絶縁される。このため、導電性を有する繊維でプラスチ
ックを強化しても、成形物の端部においてスパーク現象
が起きることがない。また成形物は、内部加熱と型枠か
らの熱の両方により加熱されるので、均一加熱硬化が可
能となる。
イクロ波による加熱硬化方法においては、マイクロ波の
照射前およびマイクロ波による成形物の加熱硬化中に、
成形物が加圧される。そして、この加圧により、成形物
中のボイドが除去されるとともに、成形物の端部の繊維
間の隙間がなくなって、密着し、さらにこの作用によ
り、切断された繊維面がプラスチックにより被覆されて
絶縁される。このため、導電性を有する繊維でプラスチ
ックを強化しても、成形物の端部においてスパーク現象
が起きることがない。また成形物は、内部加熱と型枠か
らの熱の両方により加熱されるので、均一加熱硬化が可
能となる。
また、本発明において、マイクロ波を所定時間照射
後、それより低い出力で間隔をおき複数回のマイクロ波
照射を行なうことにより、より均一な加熱硬化が可能と
なる。
後、それより低い出力で間隔をおき複数回のマイクロ波
照射を行なうことにより、より均一な加熱硬化が可能と
なる。
（実施例） 以下、本発明実施の一例を図面を参照して説明する。
第６図は、本発明に係る加熱硬化方法により処理する
繊維強化プラスチック材の一例としての航空機部品のハ
ットセクション・ストリンガパネルを示すもので、この
パネル１は、平板部２と、内部に空間３を有する台形断
面の降起条部４とから構成され、このパネル１は、例え
ば導電性を有する炭素繊維強化エポキシ樹脂系プリプレ
グあるいは炭素−ケブラー繊維強化エポキシ樹脂系プリ
プレグで構成されている。
繊維強化プラスチック材の一例としての航空機部品のハ
ットセクション・ストリンガパネルを示すもので、この
パネル１は、平板部２と、内部に空間３を有する台形断
面の降起条部４とから構成され、このパネル１は、例え
ば導電性を有する炭素繊維強化エポキシ樹脂系プリプレ
グあるいは炭素−ケブラー繊維強化エポキシ樹脂系プリ
プレグで構成されている。
次に、前記パネル１のマイクロ波による加熱硬化方法
について説明する。
について説明する。
まず、前記パネル１を、第１図および第２図に示すよ
うに下型治具５内に入れ、第１図に示す真空引き方法あ
るいは第２図に示す加圧方法により、下型治具５内に固
定する。
うに下型治具５内に入れ、第１図に示す真空引き方法あ
るいは第２図に示す加圧方法により、下型治具５内に固
定する。
真空引き方法を用いる場合には、第１図に示すように
まず、空間３内に電波透過材料６が充填されたパネル１
を、下型治具５内にセットした後、これを厚みがあるア
ミミニウムプレート等で構成されるプレート治具７上に
載置する。
まず、空間３内に電波透過材料６が充填されたパネル１
を、下型治具５内にセットした後、これを厚みがあるア
ミミニウムプレート等で構成されるプレート治具７上に
載置する。
次いで、パネル１および下型治具５の上面に、孔穿き
フィルム８およびブリーザクロス９を順次配置し、さら
にその上から、真空引きするための真空引きフィルム10
をセットし、シーリングコンパウンド11でシールする。
なお、前記孔穿きフィルム８は、パネル１中の気泡を逃
げ易くするためおよび離型剤の役目を果すために用いら
れるものであり、また前記ブリーザクロス９は、気泡を
逃がす通路を確保するために用いられるものである。
フィルム８およびブリーザクロス９を順次配置し、さら
にその上から、真空引きするための真空引きフィルム10
をセットし、シーリングコンパウンド11でシールする。
なお、前記孔穿きフィルム８は、パネル１中の気泡を逃
げ易くするためおよび離型剤の役目を果すために用いら
れるものであり、また前記ブリーザクロス９は、気泡を
逃がす通路を確保するために用いられるものである。
次いで、真空引きフィルム10の下型治具５から離れた
位置で、かつブリーザクロス９の上面にくる位置に孔を
穿け、この孔に金具12をセットするとともに、図示しな
い真空ポンプからのホース13を金具12に装着する。そし
てその後、パネル１および下型治具５の全体を真空引き
する。
位置で、かつブリーザクロス９の上面にくる位置に孔を
穿け、この孔に金具12をセットするとともに、図示しな
い真空ポンプからのホース13を金具12に装着する。そし
てその後、パネル１および下型治具５の全体を真空引き
する。
一方、前記加圧方法を用いる場合には、第２図に示す
ようにまず、空間３内に電波透過材料６が充填されたパ
ネル１を、下型治具５内にセットした後、その上部に離
型剤を塗布したコールプレート14を載置する。そしてこ
れらを、加圧プレス定盤15間に配して加圧する。
ようにまず、空間３内に電波透過材料６が充填されたパ
ネル１を、下型治具５内にセットした後、その上部に離
型剤を塗布したコールプレート14を載置する。そしてこ
れらを、加圧プレス定盤15間に配して加圧する。
このようにして、パネル１を下型治具５内に固定した
ならば、第３図に示すように下型治具５の上面に上型治
具16をセットする。これら両治具5,16は、マイクロ波で
発熱する材質、例えばケブラー繊維強化エポキシ樹脂系
プリプレグあるいはシリコンカーバイト繊維強化エポキ
シ樹脂系プリプレグ等で製作される。
ならば、第３図に示すように下型治具５の上面に上型治
具16をセットする。これら両治具5,16は、マイクロ波で
発熱する材質、例えばケブラー繊維強化エポキシ樹脂系
プリプレグあるいはシリコンカーバイト繊維強化エポキ
シ樹脂系プリプレグ等で製作される。
第３図に示すように両治具5,16をセットしたならば、
これらを、加圧装置付きマイクロ波照射装置内に収容
し、加圧したままの状態でマイクロ波を照射する。な
お、マイクロ波照射装置は、オーブン方式でも導電管方
式でもよい。
これらを、加圧装置付きマイクロ波照射装置内に収容
し、加圧したままの状態でマイクロ波を照射する。な
お、マイクロ波照射装置は、オーブン方式でも導電管方
式でもよい。
マイクロ波の照射により、繊維強化プラスチック材の
パネル１は、内部発熱により昇温するとともに、両治具
5,16も、内部発熱により同様に昇温し、その熱がパネル
１に伝達される。すなわち、パネル１は、内部から発熱
するとともに、外側からも熱を与えられる。このため、
均一に昇温して斑焼けすることがない。またパネル１
は、マイクロ波の照射前および加熱硬化中に加圧される
ので、パネル１中のボイドが除去されるとともに、パネ
ル１端部の繊維間の隙間がなくなって密着し、さらにこ
の作用により、切断された繊維面がプラスチックにより
被覆されて絶縁される。このため、パネル１の端部にお
いてスパーク現象が起こることがない。
パネル１は、内部発熱により昇温するとともに、両治具
5,16も、内部発熱により同様に昇温し、その熱がパネル
１に伝達される。すなわち、パネル１は、内部から発熱
するとともに、外側からも熱を与えられる。このため、
均一に昇温して斑焼けすることがない。またパネル１
は、マイクロ波の照射前および加熱硬化中に加圧される
ので、パネル１中のボイドが除去されるとともに、パネ
ル１端部の繊維間の隙間がなくなって密着し、さらにこ
の作用により、切断された繊維面がプラスチックにより
被覆されて絶縁される。このため、パネル１の端部にお
いてスパーク現象が起こることがない。
マイクロ波の照射は、第４図および第５図に示すよう
に、時間により出力が変化するように行なう。
に、時間により出力が変化するように行なう。
すなわち、パネル１が炭素繊維強化エポキシ樹脂系プ
リプレグで構成されている場合には、第４図に示すうに
約0.3MPaの圧力で加圧した状態で、最初の40分間は、1.
0kWの出力で照射を連続して行ない、次いで最初の照射
よりも低い0.7kWの出力で１分間の停止時間を間におい
て10分間ずつ間欠的に照射を行なう。
リプレグで構成されている場合には、第４図に示すうに
約0.3MPaの圧力で加圧した状態で、最初の40分間は、1.
0kWの出力で照射を連続して行ない、次いで最初の照射
よりも低い0.7kWの出力で１分間の停止時間を間におい
て10分間ずつ間欠的に照射を行なう。
一方、パネル１が炭素−ケブラー繊維強化エポキシ樹
脂系プリプレグで構成されている場合には、第５図に示
すように約0.3MPaの圧力で加圧した状態で、最初の25分
間は、1.1kWの出力で照射を連続して行ない、次いで最
初の照射よりも低い0.6kWの出力で１分間の停止停止時
間を間において10分間ずつ間欠的に照射を行なう。
脂系プリプレグで構成されている場合には、第５図に示
すように約0.3MPaの圧力で加圧した状態で、最初の25分
間は、1.1kWの出力で照射を連続して行ない、次いで最
初の照射よりも低い0.6kWの出力で１分間の停止停止時
間を間において10分間ずつ間欠的に照射を行なう。
このような間欠マイクロ波照射により、内部発熱によ
り生じた熱の移動が促進され、温度上昇が均一化し、か
つ均一な一定温度が維持される。
り生じた熱の移動が促進され、温度上昇が均一化し、か
つ均一な一定温度が維持される。
以下に示す表−１は、従来のオートクレーブ成形の場
合とマイクロ波照射成形の場合との比較を示すもので、
表−１中、CF/EPOXYは炭素繊維強化エポキシ樹脂系プリ
プレグを示し、また、CF/EPOXYは、炭素−ケブラー繊維
強化エポキシ樹脂系プリプレグを示す。
合とマイクロ波照射成形の場合との比較を示すもので、
表−１中、CF/EPOXYは炭素繊維強化エポキシ樹脂系プリ
プレグを示し、また、CF/EPOXYは、炭素−ケブラー繊維
強化エポキシ樹脂系プリプレグを示す。
前記表−１から明らかなように、本発明の方法で得ら
れた成形品がオートクレーブ成形品と強度で殆ど差が認
められず、またガラス転移温度から見ても、両者間に差
違は殆どなく、本発明の方法で充分な硬化が得られるこ
とが判る。
れた成形品がオートクレーブ成形品と強度で殆ど差が認
められず、またガラス転移温度から見ても、両者間に差
違は殆どなく、本発明の方法で充分な硬化が得られるこ
とが判る。
以上説明したように本発明は、マイクロ波の照射前お
よびマイクロ波による成形物の加熱硬化中に、成形物を
加圧するようにしているので、導電性を有する繊維で強
化されたプラスチックであっても、スパーク現象が起こ
ることなく、均一に加熱硬化させることができる。
よびマイクロ波による成形物の加熱硬化中に、成形物を
加圧するようにしているので、導電性を有する繊維で強
化されたプラスチックであっても、スパーク現象が起こ
ることなく、均一に加熱硬化させることができる。
また、マイクロ波を所定時間照射した後、それより低
い出力で間隔をおき複数回マイクロ波照射を行なうこと
により、内部発熱により生じた熱の移動が促進されて、
より均一に加熱硬化させることができる。
い出力で間隔をおき複数回マイクロ波照射を行なうこと
により、内部発熱により生じた熱の移動が促進されて、
より均一に加熱硬化させることができる。
第１図は真空引き方式により成形物と下型治具に固定す
る方法を示す説明図、第２図は加圧方式により成形物を
下型治具に固定する方法を示す説明図、第３図はマイク
ロ波照射時の成形物の状態を示す説明図、第４図は炭素
組織エポキシ樹脂系プリプレグに対するマイクロ波照射
の一態様を示すグラフ、第５図は炭素−ケブラー繊維強
化エポキシ樹脂系プリプレグに対するマイクロ波照射時
の一態様を示すグラフ、第６図は繊維強化プラスチック
成形物の一例を示す斜視図である。 １……パネル、５……下型治具、16……上型治具。
る方法を示す説明図、第２図は加圧方式により成形物を
下型治具に固定する方法を示す説明図、第３図はマイク
ロ波照射時の成形物の状態を示す説明図、第４図は炭素
組織エポキシ樹脂系プリプレグに対するマイクロ波照射
の一態様を示すグラフ、第５図は炭素−ケブラー繊維強
化エポキシ樹脂系プリプレグに対するマイクロ波照射時
の一態様を示すグラフ、第６図は繊維強化プラスチック
成形物の一例を示す斜視図である。 １……パネル、５……下型治具、16……上型治具。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 9:00
Claims (2)
- 【請求項１】導電性を有する繊維強化プラスチック成形
物を、マイクロ波で発熱する材質で形成された型枠内に
配置し、前記成形物および型枠の両者にマイクロ波を照
射して成形物の加熱硬化を行なう方法であって、前記マ
イクロ波の照射前およびマイクロ波による成形物の加熱
硬化中に、成形物を加圧することを特徴とする導電性を
有する繊維強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬
化方法。 - 【請求項２】マイクロ波を所定時間照射した後、それよ
り低い出力で間隔をおき複数回のマイクロ波照射を行な
うことを特徴とする請求項１記載の導電性を有する繊維
強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP64000984A JPH0813510B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 導電性を有する繊維強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP64000984A JPH0813510B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 導電性を有する繊維強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02182438A JPH02182438A (ja) | 1990-07-17 |
| JPH0813510B2 true JPH0813510B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=11488864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP64000984A Expired - Fee Related JPH0813510B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 導電性を有する繊維強化プラスチックのマイクロ波による加熱硬化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813510B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5591784A (en) * | 1994-06-17 | 1997-01-07 | Three Bond Co., Ltd. | Curing of fiber-reinforced composite structures |
| DE102008029056A1 (de) * | 2008-06-18 | 2009-12-31 | GKN Aerospace Services Limited, East Cowes | Herstellungsverfahren für Bauteile aus faserverstärktem Verbundwerkstoff mit Mikrowellen |
| DE102009052835A1 (de) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus einem faserverstärkten Werkstoff |
| WO2012149972A1 (en) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Toyota Motor Europe Nv/Sa | Method for heating a fiber-reinforced polymer article |
| JP6429614B2 (ja) * | 2014-12-11 | 2018-11-28 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 繊維強化硬化樹脂の製造方法 |
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