JPS62135347A - 繊維強化プラスチツクの製造方法 - Google Patents

繊維強化プラスチツクの製造方法

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JPS62135347A
JPS62135347A JP60276204A JP27620485A JPS62135347A JP S62135347 A JPS62135347 A JP S62135347A JP 60276204 A JP60276204 A JP 60276204A JP 27620485 A JP27620485 A JP 27620485A JP S62135347 A JPS62135347 A JP S62135347A
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JP
Japan
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film
frame
laminate
vacuum
rubber
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JP60276204A
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English (en)
Inventor
Michio Futakuchi
二口 通男
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/443Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/10Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
    • B29C43/12Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies using bags surrounding the moulding material or using membranes contacting the moulding material

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は繊維強化プラスチックをゴム弾性体を用いて
製造する方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より IJV、維強化プラスチック(以下、FRP
と称す)の製造方法としては、ハンドレイアップ法、プ
レス法、真空ノζッグ法、オートクレーブ法。
ゴムモールド法等種々の製造法があシ、使用する材料や
成形品の形状等により選択し適用されている。なかでも
ガラス、カーボン、ケブラー等の長繊維を樹脂で固めた
高性能の成形品を製造する場合、成形品をバックフィル
ムで包み、この内部を真空に引く真空バッグ法や、さら
にその外側をガスで加圧するオートクレーブ法が一般的
に使用されている(以下、これら真空バッグ法およびオ
ートクレーブ法を・々ラグ成形法という)。
しかしこのようなバッグ成形法において、成形品が複雑
な形状のものになるとこれを加圧するためのバックフィ
ルムが成形品に完全にはなじまないため、加圧不足の部
分が生じやすく、バック成形法が適用できないことが多
い。このような場合、例えば「複合材料用弾性体型の設
計(ELASTOM−ERICTOOLING DES
IGN FORADVANCEDCOMPO8ITES
、  DEUTSCHH,M、 Conf Adv C
ompos’f’echno (USA)、 120−
142(’ nd)) J、[炭素繊維強化プラスチッ
クスの製造におけるゴムの利用(THE USE OF
 RUBBER8IN C,F、R,PMANUFAC
TURE、  KING R,L、  MATERLA
LS INENGINEERING、 Vol 3. 
APRIL 1982 J オヨヒ「ノンメタリック 
キャスタブル ツーリング7オー アドバンスト コン
ボジツツ(NONME−TALLICCASTABLE
 TOOLING FORADVANCEDCOMPO
8ITES、  MORRIS S、L、  33rd
 Ann。
Tech、 Conf、 of S、P、I (197
8) 5ection 21−E、 PAGE 1) 
 Jに示すように、ゴム弾性体表の押し型を使用したバ
ック成形法もしくはゴム弾性体の熱膨張率の大きいこと
を利用したゴムモールド法が用いられる。
次に代表的なゴム弾性体を使用したバック成形法を図面
に基づいて説明する。第2図(a)、(b)および第3
図は上記文献「炭素繊維強化プラスチックスの製造、に
おけるゴムの利用」に示されたゴム弾性体を使用したエ
ビーム製造におけるバッグ成形法の構成を示すもので、
第2図は第3図の状態に至る途中経過を示している。こ
れらの図において、lは補強繊維に樹脂が含浸されたシ
ートを&層[7た&層相、2はその内部を真空にしてこ
れによジ全体を加圧するためのバックフィルム、3は凹
部、特に隅角部を均一に加圧するためのゴム弾性体、4
はあて板、5は真空シールである。このよりな)々ラグ
成形法では、予め製品の形状に合わせて形成されたゴム
弾性体3とあて板4で積層材1を押え、これらをバック
フィルムで覆って内部を真空にして積層材1への加圧を
行うものである。このためバックフィルムのみではフィ
ルムの突張シ等により十分加圧できなかった隅角部への
加圧が他の部分と同様に加圧できるようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし上記の製造方法においては、ゴム弾性体3を予め
灸品の形状に合わせて形成する必要があるため、複雑な
形状、例えば微少な凹凸がめるような形状やコイル形状
および曲がシ管のような三次元形状物の成形はきわめて
困難であった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、複雑な形状のl” RPであっても欠陥のな
いFRPが容易に得られる繊維強化プラスチックの製造
方法を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための平段〕
この発明に係る繊維強化プラスチックの製造方法は、積
層材をフィルムで覆いかつ内部を真空に引いた状態で枠
型内に納め、この枠型内に常温硬化の液状ゴムを注入し
て硬化させた後、全体をバックフィルムで覆いバッグ成
形法により加熱・加圧するものである。
〔作 用〕
この発明においては、積層材をフィルムで覆って内部を
真空にし、これを枠型に入れて液状ゴムを流し込んで硬
化させるため、積層材中の空気が除去されると共にf*
層材の芯材への密着性が良好となシ、また複雑な形状の
積層材であっても液状ゴムがその隅々まで入シ込んで硬
化し、このためすべての面を均一に加圧することができ
る。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例によるPI(Pの製造方法
を説明するための断面図である。図において、6は補強
繊維に樹脂が含浸されたシートを積層した積層材であシ
、この補強繊維としては、ガラス、カーボン、ボロン、
アルミナ等の無機1a、 mはもちろん、ポリエチレン
、ナイロン、ケブラー等の有機繊維も用いることができ
る。″またこれらの繊維は長繊維を使用した一方向材や
クロス材。
FW材およびこれらを併用することが可能で、更に短繊
維を使用したSMC材、8MC材でも使用することがで
きる。樹脂としては一般に用いられている熱硬化性樹脂
であれば用いることができるが、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂等が好ましい。7は柚層材6の芯材(成形型
)で、ここで芯材とはa層材6を成形硬化後も内部に残
存させたまま製品とするものを指し、成形型とは成形硬
化後製品より除去するものをいう。8は後述する液状ゴ
ム9と積層材6とを隔離すると共に、81層層拐の内部
を真空に引き、ボイド等の除去と芯材7への密着を行う
ためのフィルムで、非常に薄いしなやかで伸びの大きい
フィルムが違択される。このフィルム8としては例えば
淳みがlOμ以下のナイロンフィルム、テフロンフィル
ム、ポリプロピレンフィルム等が用いられる。9はフィ
ルム8で被包された積層材6を内部に配置した枠型10
円建注ぎ込まれた常温硬化形の液状ゴム(ゴム弾性体)
であシ、これには常態で液状でかつ常温(20〜40°
C)で硬化するゴムが使用可能であるが、粘度、熱安定
性、熱膨張係数2体積弾性率等の緒特性においてシリコ
ンゴムが優れているため、通常はシリコンゴムを用いる
。11は液状ゴム9が注入された枠型10上にこれらの
全体を被包し内部を真空にするだめのパンクフィルムで
、一般に用いられているナイロンフィルム、ポリエステ
ルフィルム、ビニロンフィルム、ポリイミドフィルム等
をその1ま用いることができる。また、12はAラグフ
ィルム11内部を真空に保つためのシール材である。
なお、積層材6を被包するフィルム8はバッグ成形法で
通常用いられる強度の高いものでなくてもよい。すなわ
ち、フィルム8の役割は常温で液状ゴム9が硬化するま
での間のみ真空を保つ程度の強度を有していればよく、
その特性としては薄くしなやかで伸びの大きいものの方
がよい。これはそうでないと複雑な形状になじまず、加
圧不足の部分を生じることになるためである。これに対
し従来のバッグ成形法ではこのようなフィルムを用いる
ことはできなかった。この理由は、加熱時にフィルムの
強度が低下するためフィルムが破断する危険性が大きい
からである。従ってバック成形法では製造可能な成形品
の形状に限度が有シ、複雑な形状の成形品は装造不可能
であった。
次にこのよりなFRPの製造工程を説明する。
先ず、芯材7に積層された積層材6をフィルム8で被包
して内部を真空に引き、これら全体を枠型10の中に入
tする、次に枠型IO内に液状ゴム9を注入し、常温も
しくは積層材6中の樹脂が硬化しない程度の温度でフィ
ルム8内部を真空に引いたまま液状ゴム9を硬化させる
。この工程で谷層材6の積層間のを気はほとんど除去さ
れる。その後、枠型lOを含む全体をバックフィルム1
1で扱い、その内部を真空にして加熱することにより積
層材6を硬化させる。なお、オートクレーブ成形の場合
は、加熱時に更にバックフィルム11外側よυ不活性ガ
スで加圧を行う。この工程においてバックフィルム11
は真空圧またはオートクレーブ圧により、硬化した液状
ゴムであるゴム弾性体9を加圧し、更にゴム弾性体9が
積層材6を加圧する。ここでゴム弾性体9は積層材6の
形状に等しいため、隅角部等でも加圧不足の部分は生じ
ない。そして積層材6硬化後、成形型を使用した場合は
この型を除去してFRP製品とする。
次に上記FRPの!h造方力法成形を行った具体例を示
す。
芯材7として十字形状のアルミ製芯金上に、積層材6と
して例えば厚み0.1 mの高強度カーボンファイバ表
平織クロスにビスフェノールA系エポキシ樹脂/芳香族
アミン硬化剤の樹脂を含浸させシリプレグとしたものを
10枚重ね、肉厚約1咽の粕層材を81t層した。そし
てこれをフィルム8として例えば厚み(J、1 mのテ
フロン系フィルムで覆い、内部を真空に引いた。この時
フィルム8に局部的なしわや突張シが生じないよう注意
深く徐々に減圧を行った。更にこれを鉄製の枠型1oの
甲に納め、フィルム8内の真空を保ちながらゴム弾性体
9として常温硬化形成状シリコンゴムを注入し、常温で
12時間放置しシリコンゴムを硬化させた。しかる後、
オートクレーブ中で5 kg/cm2゜150℃×4時
間加熱曇加圧し成形品を得た。これらの成形品はいずれ
も全面的にボイドのない良好なFRPであった。
また、比較例として上記実施例と同一の芯材および積層
側を用いてオートクレーブ成形を行った。
バックフィルムは帆1■のナイロンフィルムラ使用し、
5 kg/cm2加圧、150℃×4時間加熱を行った
。その結果はとんどの部分はボイドのない良好なものが
得られたが、隅角部(凹部)Kフィルムの突張りによる
加圧不足のため、ボイドおよび樹脂溜りが生じていた。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、8i層桐をフィルムで
榎いかつ内部を真空に引いた状態で常温硬化の液状ゴム
を流し込んで硬化させるようK したので、加圧媒体で
あるゴム弾性体の形状を軸層材の形状通りに作ることが
でき、従って複雑な形状のFRP製品でもボイドや樹脂
溜シ等の欠陥のない成形物か得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による繊維強化プラスチッ
クの製造方法を説明するだめの断面図、第2図(a)、
(b)はそれぞれ従来の繊維強化プラスチックの製造方
法における途中工程を示す断面図、第3図は同繊維強化
プラスチックの製造方法を説明するための断面図である
。 6・・・積層材、7・・・芯材、8・・・フィルム、9
・・・液状ゴム、10・・・枠型、11・・・バックフ
イルム。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 補強繊維に樹脂を含浸させた積層材を芯材または成形型
    に積層する工程と、この積層材全体をフィルムで被包し
    かつその内部を真空にしてフィルムを積層材に密着させ
    る工程と、前記フィルムで被包された積層材を所定の枠
    型内に位置させた後、この枠型内に常温硬化形の液状ゴ
    ムを注入し常温でゴムを硬化させる工程と、前記枠型上
    から全体をバックフィルムで覆い、かつ内部を真空にし
    てバック成形法により加熱および加圧を行う工程とから
    なる繊維強化プラスチックの製造方法。
JP60276204A 1985-12-09 1985-12-09 繊維強化プラスチツクの製造方法 Pending JPS62135347A (ja)

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