WO2021225052A1 - 繊維強化複合材加工用補助材及び切削加工方法 - Google Patents

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reinforced composite
cutting
composite material
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亮太 横須賀
寛之 野中
広樹 早乙女
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三菱瓦斯化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an auxiliary material for processing a fiber-reinforced composite material and a cutting processing method.
  • Fiber reinforced composites represented by fiber reinforced plastics (FRP) have higher tensile strength, tensile elastic force, and lower density than stainless steel (SUS). Therefore, in recent years, outer panels of aircraft and vehicles have been used. It tends to be used frequently as such.
  • the fiber-reinforced composite material refers to a plastic obtained by laminating one or more prepregs in which fibers are impregnated with a matrix resin and heat-molding or heat-pressurizing molding.
  • This fiber reinforced composite is fixed to the structure using fastening elements such as bolts and rivets. Therefore, when fixing the fiber-reinforced composite material to a structure such as an aircraft part, a cutting process, particularly a cutting process for making a large number of holes for passing the fastening element in the fiber-reinforced composite material is required.
  • Cutting of fiber reinforced composites is usually done using a drill.
  • a cutting process there arises a problem that a part of the fibers forming the fiber-reinforced composite material is not cut and remains around the machined hole as a cut residue.
  • peeling between the laminated layers of the prepreg forming the fiber-reinforced composite material (hereinafter, referred to as “delamination”) occurs.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and is used for processing fiber-reinforced composite materials, which can reduce fiber breakage and delamination formed around the cutting portion in cutting of fiber-reinforced composite materials.
  • An object of the present invention is to provide a cutting method using an auxiliary material and the auxiliary material for processing a fiber-reinforced composite material.
  • the present inventors have diligently studied to solve the above problems. As a result, they have found that the above problems can be solved by using an auxiliary material for processing a fiber-reinforced composite material having a support material having a predetermined elastic modulus, and have completed the present invention.
  • the present invention is as follows.
  • Support material and It has an adhesive layer arranged on the support material, and has.
  • the elastic modulus of the support material at 23 ° C. is 0.1 to 30 GPa.
  • the hardness of the support material at 23 ° C is Shore D hardness of 40 or more, Rockwell R hardness is 130 or less, or Rockwell M hardness is 130 or less, Is,
  • the support material is a resin sheet.
  • the support material does not contain any of the inorganic components of carbon, molybdenum sulfide, and tungsten sulfide.
  • the thickness of the support material is 100 to 10000 ⁇ m.
  • the adhesive layer is composed of an acrylic polymer, a urethane polymer, a vinyl acetate polymer, a vinyl chloride polymer, a polyester polymer, a rubber polymer, a silicone polymer, and a copolymer thereof.
  • the auxiliary material for processing a fiber-reinforced composite material includes carbon fiber reinforced plastic, glass fiber reinforced plastic, aramid fiber reinforced plastic, or Kevlar fiber reinforced plastic.
  • an auxiliary material for processing a fiber reinforced composite material capable of reducing uncut pieces of fibers formed around the cut portion and delamination, and processing of the fiber reinforced composite material. It is possible to provide a cutting processing method using an auxiliary material for use.
  • the present embodiment will be described in detail, but the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. Is.
  • auxiliary material for processing fiber reinforced composite materials has a support material and an adhesive layer arranged on the support material, and the support material of the support material.
  • the elastic modulus at 23 ° C. is 0.1 to 30 GPa.
  • FIG. 1 shows a schematic view showing one aspect of the auxiliary material of the present embodiment.
  • the auxiliary material 2 of the present embodiment is used in the cutting process of the fiber reinforced composite material 1. More specifically, in the process of cutting the fiber-reinforced composite material with a cutting tool, the support material 22 is brought into close contact with the portion of the fiber-reinforced composite material 1 that should be the outlet of the cutting tool 3 via the adhesive layer 21 to form the fiber.
  • the fiber reinforced composite material 1 is processed from the reinforced composite material 1 side using a cutting tool 3.
  • the fiber reinforced composite begins to tear in the direction parallel to the fiber.
  • the fibers of the fiber reinforced composite are cut near the center of the hole and cut perpendicular to the fibers.
  • the hole is greatly expanded, but at this time, the fiber that has become cantilevered with the edge of the hole as the fulcrum simply falls in the direction of rotation of the tool and is not cut. It remains around the machined hole that serves as the exit (fiber uncut). Further, when the tip of the tool penetrates in the thickness direction of the fiber-reinforced composite material, delamination of the fiber-reinforced composite material occurs.
  • the fibers of the fiber-reinforced composite material are cut cleanly along the edges of the holes by suppressing the fibers that become cantilevered by using a support material exhibiting a predetermined elastic modulus. Can be made to. Further, by supporting the fiber-reinforced composite material with a support material exhibiting a predetermined elastic modulus, delamination can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of uncut fibers, obtain high-quality processed holes, and suppress delamination as compared with the conventional method. In particular, in the drilling process, it is possible to perform the drilling process which is superior in productivity and quality to the conventional technique. However, the reason why the auxiliary material of the present embodiment suppresses uncut fibers and delamination is not limited to the above. Hereinafter, the configuration of the auxiliary material of the present embodiment will be described in more detail.
  • the elastic modulus of the support material at 23 ° C. is 0.1 to 30 GPa, preferably 0.7 to 25 GPa, more preferably 1.0 to 20 GPa, and even more preferably 2.0 to 17 GPa.
  • the elastic modulus is 0.1 GPa or more, uncut fibers and delamination are further suppressed.
  • the elastic modulus is 30 GPa or less, the auxiliary material is easily bent, so that the auxiliary material can be more easily attached to and peeled off from the fiber-reinforced composite material.
  • the hardness of the support material at 23 ° C. may be further specified.
  • the hardness standard representing the hardness can be appropriately selected depending on the material and the hardness of the material.
  • the shore D hardness of the support material at 23 ° C. is preferably 40 or more, more preferably 40 to 70, and even more preferably 40 to 60.
  • the Rockwell R hardness of the support material at 23 ° C. is preferably 130 or less, more preferably 70 to 130, and even more preferably 90 to 125.
  • the Rockwell M hardness of the support material at 23 ° C. is preferably 130 or less, more preferably 70 to 130, and further preferably 90 to 125.
  • the Shore D hardness can be measured according to JIS Z 2246, and the Rockwell R and M hardness can be measured according to JIS Z 2245.
  • which hardness standard is used is not particularly limited, but each standard shall be followed.
  • the thickness of the support material is preferably 100 to 10000 ⁇ m, more preferably 200 to 5000 ⁇ m, and further preferably 300 to 2500 ⁇ m.
  • the support material is not particularly limited, and examples thereof include polyolefin sheets such as polyethylene and polypropylene, polyester sheets such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, vinyl chloride sheets, polystyrene sheets, and resin sheets such as acrylic sheets. Can be mentioned. These resin sheets have excellent moldability and are suitable as support materials for forming an adhesive layer.
  • the support material preferably does not contain any of the inorganic components of carbon, molybdenum sulfide, and tungsten sulfide. As described above, by not containing the inorganic component, it is possible to suppress the wear of the cutting edge of the cutting tool.
  • the constituent components of the adhesive layer are not particularly limited, and examples thereof include thermoplastic resins and / or thermosetting resins.
  • the thermoplastic resin is not particularly limited, but for example, an acrylic polymer, a urethane polymer, a vinyl acetate polymer, a vinyl chloride polymer, a polyester polymer, a rubber polymer, a silicone polymer, etc. And at least one selected from the group consisting of their polymers.
  • the thermosetting resin is not particularly limited, and examples thereof include resins such as phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane, thermosetting polyimide, and cyanate resin.
  • thermoplastic resin is preferable as the constituent component of the adhesive layer, and an acrylic polymer, a urethane polymer, a vinyl acetate polymer, a vinyl chloride polymer, a polyester polymer, a rubber polymer, and a silicone are used. At least one selected from the group consisting of the based polymer and a copolymer thereof is more preferable, an acrylic polymer or a rubber polymer is more preferable, and an acrylic polymer is further preferable.
  • the adhesive force of the support material to the fiber-reinforced composite material is further improved, so that the fiber uncut residue and delamination tend to be further suppressed.
  • the adhesive component includes an adhesive component that does not involve a chemical reaction in the bonding process (hereinafter, also referred to as "FGA”), an adhesive component that undergoes a polymerization reaction (hereinafter, also referred to as "SGA”), ultraviolet rays, and the like. It can be roughly classified into an adhesive component (hereinafter, also referred to as "TGA”) that is cured by the energy irradiation of.
  • the auxiliary material of this embodiment is separated from the fiber reinforced composite material after the cutting process. Therefore, it is not necessary for the auxiliary material of the present embodiment to be firmly adhered to the fiber-reinforced composite material, and it is desirable that the auxiliary material can be peeled off quickly. From this point of view, as the constituent component used for the pressure-sensitive adhesive layer of the present embodiment, a pressure-sensitive adhesive component (FGA) that does not involve a chemical reaction in the bonding process is preferable.
  • the acrylic polymer corresponding to FGA is not particularly limited, but contains, for example, an alkyl ester acrylate and a functional group such as a carboxyl group-containing acrylate, a hydroxy group-containing acrylate, an amino group-containing acrylate, and a glycidyl group-containing acrylate.
  • a copolymer of a monomer By appropriately adjusting the composition of these monomers, the adhesion of the support material to the fiber-reinforced composite material can be adjusted.
  • the adhesive strength of the adhesive layer at 23 ° C. to the fiber-reinforced composite material is preferably 0.5 N / 20 mm or more, more preferably 1.0 N / 20 mm or more, and further preferably 3.0 N / 20 mm or more. Even more preferably, it is 5.0 N / 20 mm or more.
  • the adhesive strength of the adhesive layer at 23 ° C. is preferably 30 N / 20 mm or less, more preferably 25 N / 20 mm or less, still more preferably 20 N / 20 mm or less, and even more preferably 15 N / 20 mm or less. be.
  • the adhesive strength is 0.5 N / 20 mm or more, there is a tendency that uncut fibers and delamination are further suppressed.
  • the adhesive strength is 30 N / 20 mm or less, the auxiliary material can be quickly removed after the cutting process, and the adhesive component tends to be more suppressed from remaining on the surface of the fiber reinforced composite material. ..
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 1 to 1000 ⁇ m, more preferably 5 to 500 ⁇ m, and even more preferably 10 to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the adhesive layer is within the above range, uncut fibers are further suppressed, and the adhesive component is adhesive to the surface of the fiber reinforced composite material and the adhesive component is peelable from the surface of the fiber reinforced composite material. Tends to improve.
  • the "adhesive layer arranged on the support material” includes the adhesive layer directly arranged on the support material and indirectly via another layer on the support material. Includes an arranged adhesive layer.
  • the total thickness of the auxiliary material of the present embodiment is 10 to 7500 ⁇ m, more preferably 15 to 2500 ⁇ m, and further preferably 20 to 1500 ⁇ m.
  • the auxiliary material of the present embodiment does not have, for example, a metal layer as a base material, a support material, or other members described later.
  • the auxiliary material of the present embodiment does not contain inorganic components such as carbon, molybdenum sulfide, and tungsten sulfide as the adhesive layer or other members. As described above, by not containing the metal layer and the inorganic component, it is possible to suppress the wear of the cutting edge of the cutting tool.
  • the adhesive layer may be indirectly formed on the support layer by attaching the double-sided tape having the adhesive layer formed on the front and back surfaces of the base material to the support layer.
  • the base material is a film material that forms an adhesive layer, and is different from a support material whose main purpose is to impart mechanical properties such as rigidity to an auxiliary material.
  • the base material and the support material can be distinguished by the thickness from the above-mentioned difference in purpose.
  • the thickness of the base material is preferably 10 to 150 ⁇ m, more preferably 10 to 125 ⁇ m, and even more preferably 10 to 100 ⁇ m.
  • the base material is not particularly limited, but for example, a polyolefin film such as polyethylene or polypropylene, a polyester film such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, a vinyl chloride film, a polystyrene film, or a resin such as an acrylic film. Film is mentioned.
  • the base material is referred to as a film and the support material is referred to as a sheet.
  • the method for producing the auxiliary material of the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include a method having a step of forming an adhesive layer on the support material.
  • the method for forming the adhesive layer is not particularly limited, but for example, a method of applying a solution containing an adhesive component on the support material and drying it, or a method of applying a solution containing a monomer and a polymerization initiator on the support material. Then, a method of forming an adhesive layer on the support material by heating and advancing the polymerization reaction, or a method of attaching a double-sided tape having an adhesive layer formed on the front and back surfaces of the base material on the support material can be mentioned. Be done.
  • the cutting method of the present embodiment includes a cutting process of cutting a fiber reinforced composite material with a cutting tool to form a cutting portion having an outlet and an inlet of the cutting tool, and the fiber reinforced composite is formed before the cutting process. It has a close contact step in which the adhesive layer of the auxiliary material is brought into close contact with the portion to be the outlet of the cutting tool of the material in advance. In this case, the auxiliary material 2 comes into contact with the cutting tool 3 that has penetrated the fiber reinforced composite material 1.
  • auxiliary material of the present embodiment By arranging and using the auxiliary material of the present embodiment at the portion that should be the outlet of the cutting tool, it is possible to suppress the uncut portion of the fiber formed around the cutting portion in the cutting process of the fiber reinforced composite material. As a result, it is possible to obtain a cutting portion of higher quality than the conventional method.
  • the "cutting process” is not particularly limited as long as it is a process for cutting a fiber-reinforced composite material, and examples thereof include drilling, grooving, turning, and cutting.
  • the auxiliary material of the present embodiment is suitable for drilling using a drill.
  • the “cutting part” refers to the space of the fiber reinforced composite material removed by the cutting tool.
  • “Around the cutting part” is a concept indicating the cutting part and its surroundings, and includes a part where the cutting tool is in contact with the fiber-reinforced composite material (inner wall and outer edge of the cutting part) and its peripheral part affected by cutting. Is. For example, when a hole (cut portion) is formed by drilling, the periphery of the cut portion includes an edge at the entrance and an edge at the exit of the hole. Further, when a groove is formed by grooving, the edge of the groove is included in the periphery of the cut portion. Further, when the surface of the fiber-reinforced composite material is cut by turning, a portion where the cutting tool is in contact with the fiber-reinforced composite material is included.
  • the adhesion step is a step of adhering the adhesive layer of the auxiliary material to the portion of the fiber-reinforced composite material that should be the outlet of the cutting tool before the cutting process.
  • the contact point of the auxiliary material on the fiber reinforced composite material shall be the part that should be the outlet of the cutting tool in advance. As a result, it is possible to reduce the amount of uncut fibers formed around the outlet of the cutting tool.
  • the adhesion method is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the release paper attached on the adhesive layer is peeled off and the adhesive layer and the surface of the fiber reinforced composite material are attached to each other, if necessary.
  • the cutting process is a process of cutting a fiber-reinforced composite material with a cutting tool to form a cutting portion having an outlet and an inlet of the cutting tool.
  • the fibers of the fiber reinforced composite restrain the fibers that are in a cantilever state with the edge of the hole as a fulcrum, so that the fiber reinforced composite is used.
  • the fibers of the material can be cut cleanly along the edges of the holes. This principle of action applies to all cutting tools.
  • the cutting method is not particularly limited, and examples thereof include conventionally known methods such as drilling, grooving, turning, and cutting. Further, the type of cutting tool used in these cutting processes is not particularly limited, and a known cutting tool suitable for the cutting method can be appropriately used.
  • a drill as a cutting tool to make a hole by drilling.
  • the diameter, material, shape and presence / absence of a surface coating of the drill to be used are not particularly limited.
  • the diameter of the drill can be appropriately selected depending on the application, and is generally 1 to 30 mm. Above all, it is preferably 2 to 7 mm for drilling of an aircraft base material. Further, from the viewpoint of forming a larger machined hole, the diameter of the drill is preferably 3 mm or more, more preferably 5 mm or more, further preferably 6 mm or more, still more preferably 10 mm or more. Even more preferably, it is 12.5 mm or more, and particularly preferably 15 mm or more. The larger the diameter of the drill, the more likely it is that uncut fibers will occur around the cutting portion, which makes the present invention useful.
  • the material of the drill is preferably high-speed steel or a cemented carbide made by sintering hard metal carbide powder.
  • cemented carbide is not particularly limited, and examples thereof include a metal obtained by mixing tungsten carbide and cobalt as a binder and sintering the mixture.
  • titanium carbide, tantalum carbide, or the like may be added to the cemented carbide in order to further improve the material properties depending on the purpose of use.
  • the shape of the drill can be appropriately selected depending on the conditions of drilling and the type and shape of the fiber reinforced composite material.
  • the shape of the drill is not particularly limited, and examples thereof include a tip angle of the drill, a twist angle of the groove, and the number of cutting edges.
  • the surface coating of the drill can be appropriately selected depending on the conditions of drilling and the type and shape of the fiber reinforced composite material.
  • Preferred types of surface coatings include diamond coats, diamond-like coats, ceramic coats and the like.
  • the feed rate of the drill is preferably 0.01 to 1.0 mm / rev, more preferably 0.05 to 0.8 mm / rev, and even more preferably 0.1 to 0.6 mm / rev.
  • the processing speed is improved, but the unbroken fibers are more likely to occur, so that the present invention is particularly useful.
  • the cutting process may be performed while cooling the portion and / or the cutting tool that is being cut using gas or liquid.
  • the method of cooling the cutting tool and / or the cutting tool using gas include a method of supplying compressed gas to the cutting tool and / or a cutting tool, and a cutting tool. / Or a method of supplying gas from the surroundings to the cutting site and / or the cutting tool by sucking the gas in the vicinity of the cutting tool.
  • the tools and methods for cutting are not particularly limited. Specifically, in addition to drills, drilling to form through holes and non-through holes with routers, milling cutters, end mills, side cutters, etc., and cutting fiber-reinforced composite materials with routers, pipe cutters, end mills, metal saws, etc. Processing to be done can be mentioned. Further, a coating film such as titanium, diamond, or diamond-like carbon may be formed on the cutting edge of the cutting tool in order to increase the hardness and suppress wear.
  • a coating film such as titanium, diamond, or diamond-like carbon may be formed on the cutting edge of the cutting tool in order to increase the hardness and suppress wear.
  • the cutting method of the present embodiment may include a peeling step of peeling the auxiliary material from the fiber-reinforced composite material after the cutting step.
  • the auxiliary material of the present embodiment is intended for a fiber-reinforced composite material composed of a matrix resin and reinforcing fibers.
  • the matrix resin is not particularly limited, but is, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, a cyanate resin, a vinyl ester resin, or an unsaturated polyester resin; ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, PA (polyamide).
  • thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, a cyanate resin, a vinyl ester resin, or an unsaturated polyester resin
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PA polyamide
  • thermoplastic resins such as resins, PP (polypropylene) resins, PC (polycarbonate) resins, methyl methacrylate resins, polyethylene, acrylics, and polyester resins.
  • the reinforcing fiber is not particularly limited, and examples thereof include glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.
  • the form of the reinforcing fiber is not particularly limited, and examples thereof include filaments, tows, cloths, blades, chops, milled fibers, felt mats, papers, and prepregs.
  • fiber reinforced plastics are not particularly limited, but for example, carbon fiber reinforced plastic (CFRP), glass fiber reinforced plastic (GFRP), aramid fiber reinforced plastic (AFRP), and Kevlar fiber reinforced plastic (KFRP). ) And other fiber reinforced plastics (FRP).
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • AFRP aramid fiber reinforced plastic
  • KFRP Kevlar fiber reinforced plastic
  • FRP fiber reinforced plastic
  • carbon fiber reinforced plastic (CFRP) having relatively high tensile strength and tensile elastic force and low density is preferable.
  • the fiber-reinforced composite material may contain an inorganic filler, an organic filler, or the like, if necessary.
  • the fiber reinforced plastic is a concept including a reinforcing fiber, a thermosetting resin and / or a thermoplastic resin, and among them, a fiber reinforced composite material containing a reinforcing fiber and a thermoplastic resin is used. It is also called FRTP (Fiber Reinforced Thermo Plastics).
  • CFRTP Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics
  • Table 1 shows the material to be processed (material with hole forming) used in each Example and Comparative Example, the adhesive layer used, the sheet used as a support material, the drill bit used for hole formation, the hole forming equipment, and the evaluation. The specifications of the equipment used are shown.
  • Example 1 Acrylic double-sided tape (No. 535A, manufactured by Nitto Denko KK) with a thickness of 0.12 mm, which is an adhesive layer, is attached to one side of the support material (2 mm low density polyethylene) so that the strong adhesive side is in contact with the support material. To prepare an auxiliary material having an adhesive layer on the support material.
  • the surface of the adhesive layer of the auxiliary material obtained as described above is attached to the part (outlet part) that should be the outlet of the cutting tool (cemented carbide drill) of the material to be processed, and reciprocated twice with a 1 kg roller. Both were crimped by the method and left at 23 ° C. for about 15 hours.
  • Examples 2 to 8 In the same manner as in Example 1, on one side of the support material shown in Table 2, the strong adhesive side of an acrylic double-sided tape (No. 535A, manufactured by Nitto Denko KK) having a thickness of 0.12 mm as an adhesive layer is used as the support material. Auxiliary material was prepared by pasting so as to be in contact with. Then, in the same manner as in Example 1, drilling was performed under the conditions shown in Table 2 to perform various evaluations.
  • an acrylic double-sided tape No. 535A, manufactured by Nitto Denko KK
  • Example 9 In the same manner as in Example 1, on one side of the support material shown in Table 2, the strong adhesive side of a rubber-based double-sided tape (VR-5300, manufactured by Nitto Denko KK) having a thickness of 0.14 mm as an adhesive layer is used as the support material. Auxiliary material was prepared by pasting so as to be in contact with. Then, in the same manner as in Example 1, drilling was performed under the conditions shown in Table 2 to perform various evaluations.
  • a rubber-based double-sided tape VR-5300, manufactured by Nitto Denko KK
  • Example 1 CFRP was used as the material to be processed, and in Example 8, GFRP was used as the material to be processed.
  • the elastic modulus conforms to JIS K 6251 for rubber materials, JIS K 7127, JIS K 7162 and JIS K 7164 for plastic materials, and JIS Z 2241 for metal materials, and is a desktop universal testing machine (AG-Xplus, Shimadzu Corporation). Measured using (manufactured by Co., Ltd.).
  • FIG. 3 shows a diagram showing the relationship between the adhesive strength and the amount of uncut fiber.
  • Ex indicates an embodiment
  • C_Ex indicates a comparative example.
  • Uncut fiber amount (%) uncut fiber area / hole area x 100
  • FIG. 5 A conceptual diagram for calculating the F d value is shown in FIG. Also shows a diagram illustrating the relationship F d values of elastic modulus and delamination in FIG.
  • Ex indicates an embodiment
  • C_Ex indicates a comparative example.
  • F d value D max / D nom
  • the auxiliary material for processing a fiber-reinforced composite material of the present invention has industrial applicability as an auxiliary material used for cutting a fiber-reinforced composite material.

Abstract

支持材と、該支持材上に配された粘着層と、を有し、該支持材の２３℃における弾性率が、０．１～３０ＧＰａである、繊維強化複合材加工用補助材。

Description

繊維強化複合材加工用補助材及び切削加工方法
　本発明は、繊維強化複合材加工用補助材及び切削加工方法に関する。
　繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）に代表される繊維強化複合材は、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）と比較して、引張り強さ、引張り弾性力が大きく、密度が小さいことから、近年、航空機や車両の外板などとして多用される傾向にある。ここで、繊維強化複合材は、繊維にマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを１枚又は２枚以上積層して、加熱成型又は加熱加圧成型してなるプラスチックを指す。
　この繊維強化複合材は、ボルトやリベットなどの締結要素を用いて構造体に固定される。このため、航空機部品などの構造体に繊維強化複合材を固定するときには、切削加工、中でも締結要素を通すための孔を繊維強化複合材に多数あける切削加工が必要になる。
　繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の切削加工において高品質な孔を得るために、既にいくつかの技術が提案されている。例えば工具の形状、例えばドリルのすくい面の曲率や先端角を段階的に変更するなどの方法が例示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２－２１０６８９号公報
　繊維強化複合材に対する切削加工は、通常、ドリルを用いてなされる。このような切削加工では、繊維強化複合材を形成する繊維の一部が切断されずに、切れ残りとして加工孔の周囲に残るという問題が生じる。また、上記のように繊維強化複合材を形成するプリプレグの積層間の剥離（以下、「層間剥離」という）が生じるという問題もある。
　この点、特許文献１に記載のように、切削加工の難しい繊維強化複合材（例えば、ＣＦＲＰ）の加工性改良は、工具の面から検討されてきてはいるが、その効果は十分とは言えない。
　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、繊維強化複合材の切削加工において、切削部周辺にできる繊維の切れ残や、層間剥離を低減させることができる繊維強化複合材加工用補助材、及び当該繊維強化複合材加工用補助材を用いた切削加工方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、所定の弾性率を有する支持材を備える繊維強化複合材加工用補助材を用いることにより、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔１〕
　支持材と、
　該支持材上に配された粘着層と、を有し、
　該支持材の２３℃における弾性率が、０．１～３０ＧＰａである、
　繊維強化複合材加工用補助材。
〔２〕
　前記支持材の２３℃における硬さが、
　ショアＤ硬度で４０以上、
　ロックウェルＲ硬度で１３０以下、又は
　ロックウェルＭ硬度で１３０以下、
　である、
〔１〕に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
〔３〕
　前記支持材が、樹脂シートである、
　〔１〕又は〔２〕に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
〔４〕
　前記支持材が、カーボン、硫化モリブデン、及び硫化タングステンのうち、いずれの無機成分も含まない、
　〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
〔５〕
　前記支持材の厚さが、１００～１００００μｍである、
　〔１〕～〔４〕のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
〔６〕
　前記粘着層が、アクリル系重合体、ウレタン系重合体、酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ゴム系重合体、シリコーン系重合体、及びこれらの共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
　〔１〕～〔５〕のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
〔７〕
　前記繊維強化複合材が、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、又はケブラー繊維強化プラスチックを含む、
　〔１〕～〔６〕のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
〔８〕
　切削工具により被加工材料を切削する過程にあたり、前記被加工材料の前記切削工具の出口となるべき部分に密着させて使用する、
　〔１〕～〔７〕のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
〔９〕
　切削工具により被加工材料を切削し、前記切削工具の出口と入口を有する切削部を形成する切削加工工程を有し、
　前記切削加工工程前に、前記被加工材料の前記切削工具の出口となるべき部分に、予め〔１〕～〔８〕のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材の粘着層を密着させる密着工程を有する、
　切削加工方法。
〔１０〕
　前記切削加工工程において、前記切削工具としてドリルを用いてドリル孔あけ加工により孔をあける、
　〔９〕に記載の切削加工方法。
〔１１〕
　前記切削加工工程において、前記ドリルの送り速度が０．０１～１．０ｍｍ／ｒｅｖである、
　〔１０〕に記載の切削加工方法。
　本発明によれば、繊維強化複合材の切削加工において、切削部周辺にできる繊維の切れ残や、層間剥離を低減させることができる繊維強化複合材加工用補助材、及び当該繊維強化複合材加工用補助材を用いた切削加工方法を提供することができる。
本実施形態の切削加工方法の一態様を示す概略図である。 アンカットファイバー量の概念図である。 弾性率とアンカットファイバー量の関係を示す図である。 層間剥離の指標Ｆd値の概念図である。 弾性率と層間剥離の指標Ｆd値の関係を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
〔繊維強化複合材加工用補助材〕
　本実施形態の繊維強化複合材加工用補助材（以下、単に「補助材」ともいう。）は、支持材と、該支持材上に配された粘着層と、を有し、該支持材の２３℃における弾性率が、０．１～３０ＧＰａである。
　図１に、本実施形態の補助材の一態様を表す概略図を示す。図１に示されるように、本実施形態の補助材２は、繊維強化複合材１の切削加工において用いられるものである。より具体的には、切削工具により繊維強化複合材を切削する過程にあたり、繊維強化複合材１の切削工具３の出口となるべき部分に、粘着層２１を介して支持材２２を密着させ、繊維強化複合材１側から切削工具３を用いて繊維強化複合材１を加工する。
　繊維強化複合材の最下層を工具先端が貫通し始める時に、繊維強化複合材は繊維と平行方向に裂け始める。徐々に工具が下降すると繊維強化複合材の繊維が孔の中央付近で切断され、繊維と垂直方向に切断される。その後、さらに工具が下降するに従い、孔は大きく押し広げられるが、この時、孔の縁を支点として片持ち状態になった繊維は、工具の回転方向に倒れるだけで切断されずに切削工具の出口となる加工孔の周囲に残る（繊維の切れ残り）。また、繊維強化複合材の厚さ方向に工具先端が貫通すると、繊維強化複合材の層間剥離が生じる。
　これに対して、本実施形態においては、所定の弾性率を発揮する支持材を用いて片持ち状態になる繊維を抑えることで、繊維強化複合材の繊維を孔の縁に沿って、きれいに切断させることができる。また、所定の弾性率を発揮する支持材で繊維強化複合材を下支えすることで、層間剥離を抑制することができる。その結果、従来の方法よりも繊維の切れ残りの発生を抑制でき、高品質な加工孔を得ることができるとともに、層間剥離も抑制することが可能となる。特に、ドリル孔あけ加工においては、従来技術よりも生産性と品質に優れるドリル孔あけ加工が可能となる。但し、本実施形態の補助材により繊維の切れ残りや層間剥離が抑制される理由は上記に限定されるものではない。以下、本実施形態の補助材の構成についてより詳細に説明する。
〔支持材〕
　支持材の２３℃における弾性率は、０．１～３０ＧＰａであり、好ましくは０．７～２５ＧＰａであり、より好ましくは１．０～２０ＧＰａであり、さらに好ましくは２．０～１７ＧＰａである。弾性率が０．１ＧＰａ以上であることにより、繊維の切れ残りや層間剥離がより抑制される。また、弾性率が３０ＧＰａ以下であることにより、補助材がたわみやすくなるため、繊維強化複合材への補助材の貼り付け、および剥離がより容易となる。
　また、上記弾性率と同様の理由から、支持材の２３℃における硬さをさらに規定してもよい。硬さを表す硬度の基準は、その材質や材質の有する硬さによって、適宜選択することができる。
　例えば、支持材の２３℃におけるショアＤ硬度は、好ましくは４０以上であり、より好ましくは４０～７０であり、さらに好ましくは４０～６０である。また、支持材の２３℃におけるロックウェルＲ硬度は、好ましくは１３０以下であり、より好ましくは７０～１３０であり、さらに好ましくは９０～１２５である。さらに、支持材の２３℃におけるロックウェルＭ硬度は、好ましくは１３０以下であり、より好ましくは７０～１３０であり、さらに好ましくは９０～１２５である。支持材の２３℃における硬さが上記範囲内であることにより、繊維の切れ残りや層間剥離がより抑制され、また、繊維強化複合材への補助材の貼り付け、および剥離がより容易となる傾向にある。
　なお、ショアＤ硬度はＪＩＳ　Ｚ　２２４６に準じて測定することができ、ロックウェルＲ及びＭ硬度はＪＩＳ　Ｚ　２２４５に準じて測定することができる。また、いずれの硬度基準を使用するかは、特に制限されないが、各基準に従うものとする。
　支持材の厚さは、好ましくは１００～１００００μｍであり、より好ましくは２００～５０００μｍであり、さらに好ましくは３００～２５００μｍである。このような厚さの支持材を用いることにより、繊維強化複合材への補助材の貼り付け、および剥離がより向上するほか、補助材による繊維の拘束性がより向上するため、加工孔の周囲に生じる繊維の切れ残りや層間剥離がより抑制される傾向にある。
　支持材としては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系シート、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系シート、塩化ビニル系シート、ポリスチレン系シート、アクリル系シートなどの樹脂シートが挙げられる。これら樹脂シートは成形性に優れ、粘着層を形成する支持材に適する。
　支持材は、カーボン、硫化モリブデン、及び硫化タングステンのうち、いずれの無機成分も含まないことが好ましい。このように、無機成分を含まないことにより、切削工具の刃先の摩耗を抑制することができる。
〔粘着層〕
　粘着層の構成成分は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系重合体、ウレタン系重合体、酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ゴム系重合体、シリコーン系重合体、及びそれらの共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、シアネート樹脂などの樹脂が挙げられる。
　このなかでも、粘着層の構成成分は、熱可塑性樹脂が好ましく、アクリル系重合体、ウレタン系重合体、酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ゴム系重合体、シリコーン系重合体、及びそれらの共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１種がより好ましく、アクリル系重合体又はゴム系重合体がより好ましく、アクリル系重合体がさらに好ましい。このような熱可塑性樹脂を用いることにより、繊維強化複合材に対する支持材の密着力がより向上するため、繊維の切れ残りや層間剥離がより抑制される傾向にある。
　なお、一般に、粘着成分は、接着過程において化学反応を伴わない粘着成分（以下、「ＦＧＡ」ともいう。）と、重合反応を行う粘着成分（以下、「ＳＧＡ」ともいう。）と、紫外線などのエネルギー照射によって硬化する粘着成分（以下、「ＴＧＡ」ともいう。）に大別することができる。本実施形態の補助材は切削加工工程後に繊維強化複合材からはく離する。そのため、本実施形態の補助材は繊維強化複合材に対に強固に接着する必要はなく、寧ろ速やかに剥離できることが望ましい。このような観点から、本実施形態の粘着層に用いられる構成成分としては、接着過程において化学反応を伴わない粘着成分（ＦＧＡ）が好ましい。
　一例として、ＦＧＡに相当するアクリル系重合体としては、特に制限されないが、例えば、アルキルエステルアクリレートと、カルボキシル基含有アクリレート、ヒドロキシ基含有アクリレート、アミノ基含有アクリレート、グリシジル基含有アクリレートなどの官能基含有モノマーと、の共重合体が挙げられる。これらモノマーの組成を適宜調整することにより、繊維強化複合材に対する支持材の密着力を調整することができる。
　繊維強化複合材に対する２３℃における粘着層の粘着力は、好ましくは０．５Ｎ／２０ｍｍ以上であり、より好ましくは１．０Ｎ／２０ｍｍ以上であり、さらに好ましくは３．０Ｎ／２０ｍｍ以上であり、よりさらに好ましくは５．０Ｎ／２０ｍｍ以上である。また、２３℃における粘着層の粘着力は、好ましくは３０Ｎ／２０ｍｍ以下であり、より好ましくは２５Ｎ／２０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２０Ｎ／２０ｍｍ以下であり、よりさらに好ましくは１５Ｎ／２０ｍｍ以下である。粘着力が０．５Ｎ／２０ｍｍ以上であることにより、繊維の切れ残りや層間剥離がより抑制される傾向にある。また、粘着力が３０Ｎ／２０ｍｍ以下であることにより、切削加工工程後に速やかに補助材を除去することができ、かつ、粘着成分が繊維強化複合材表面に残ることがより抑制される傾向にある。
　粘着層の厚さは、好ましくは１～１０００μｍであり、より好ましくは５～５００μｍであり、さらに好ましくは１０～１００μｍである。粘着層の厚さが上記範囲内であることにより、繊維の切れ残りがより抑制され、また、粘着成分の繊維強化複合材表面への粘着性及び粘着成分の繊維強化複合材表面からの剥離性がより向上する傾向にある。
〔その他の構成〕
　本実施形態の補助材において、「支持材上に配された粘着層」には、支持材上に直接的に配された粘着層のほか、支持材上に他の層を介して間接的に配された粘着層が含まれる。
　また、本実施形態の補助材の全体の厚さは、１０～７５００μｍであり、より好ましくは１５～２５００μｍであり、さらに好ましくは２０～１５００μｍである。また、本実施形態の補助材は、後述する基材、支持材、又はその他の部材として、例えば、金属層を有しないことが好ましい。また、本実施形態の補助材は、粘着層またはその他の部材として、カーボン、硫化モリブデン、及び硫化タングステンなどの無機成分を含まないことが好ましい。このように、金属層や無機成分を含まないことにより、切削工具の刃先の摩耗を抑制することができる。
　さらに、本実施形態の補助材は、粘着層を基材の表裏面に形成した両面テープを、支持層に貼り付けることで支持層上に間接的に粘着層を形成してもよい。このような場合において、基材とは、粘着層を形成するもととなるフィルム材であり、補助材への剛性等の機械特性付与を主たる目的とする支持材とは異なる。特に制限されないが、例えば、基材と支持材とは、上記目的の相違から、厚さによって区別することもできる。
　一例として、基材の厚さは、好ましくは１０～１５０μｍであり、より好ましくは１０～１２５μｍであり、さらに好ましくは１０～１００μｍである。また、基材としては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系フィルム、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系フィルム、塩化ビニル系フィルム、ポリスチレン系フィルム、アクリル系フィルムなどの樹脂フィルムが挙げられる。なお、便宜上、基材をフィルム、支持材をシートという。
〔補助材の製造方法〕
　本実施形態の補助材の製造方法としては、特に制限されないが、例えば、支持材上に粘着層を形成する工程を有する方法が挙げられる。粘着層を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、粘着成分を含む溶液を支持材上に塗工し、乾燥させる方法や、モノマーと重合開始剤を含む溶液を支持材上に塗工し、加熱して重合反応を進行させることにより支持材上に粘着層を形成する方法、あるいは、支持材上に粘着層を基材の表裏面に形成した両面テープを貼り付ける方法など、が挙げられる。
〔切削加工方法〕
　本実施形態の切削加工方法は、切削工具により繊維強化複合材を切削し、切削工具の出口と入口を有する切削部を形成する切削加工工程を有し、当該切削加工工程前に、繊維強化複合材の切削工具の出口となるべき部分に、予め上記補助材の粘着層を密着させる密着工程を有する。この場合、補助材２は、繊維強化複合材１を貫通してきた切削工具３と接する。
　本実施形態の補助材を切削工具の出口となるべき部分に配置して使用することにより、繊維強化複合材の切削加工において、切削部周辺にできる繊維の切れ残りを抑制できる。その結果、従来の方法よりも高品質な切削部を得ることができる。
　ここで、「切削加工」とは、繊維強化複合材を切削する加工であれば、特に限定されず、例えば、孔あけ加工、溝削加工、旋削加工、切断加工等が挙げられる。この中でも、本実施形態の補助材は、ドリルを用いた孔あけ加工において好適である。
　また、「切削部」とは、繊維強化複合材のうち切削工具により除かれた空間をいう。「切削部周辺」とは、切削部及びその周辺を示す概念であり、切削工具が繊維強化複合材に接した部分（切削部の内壁及び外縁）及び切削により影響のあるその周辺部分を含む概念である。例えば、ドリル孔あけ加工により、孔（切削部）を形成した場合には、切削部周辺には、孔の入口の縁及び出口の縁が含まれる。また、溝削加工により、溝を形成した場合には、切削部周辺には、溝の縁が含まれる。さらに、旋削加工により、繊維強化複合材の表面を切削した場合には、切削工具が繊維強化複合材に接した部分が含まれる。
　以下、各工程について詳説する。
（密着工程）
　密着工程は、切削加工工程前に、繊維強化複合材の切削工具の出口となるべき部分に、予め上記補助材の粘着層を密着させる工程である。繊維強化複合材上の補助材の密着箇所は、予め、切削工具の出口となるべき部分とする。これにより、切削工具の出口周辺にできる繊維の切れ残りを低減させることができる。
　密着方法としては、特に制限されないが、例えば、必要に応じて粘着層上に貼り合わせられた離型紙を剥離し、粘着層と繊維強化複合材の面を貼り合わせる方法が挙げられる。
（切削加工工程）
　切削加工工程は、切削工具により繊維強化複合材を切削し、切削工具の出口と入口を有する切削部を形成する工程である。このように切削加工時においても所定の粘着力を発揮する補助材を用いることにより、繊維強化複合材の繊維が孔の縁を支点として片持ち状態になる繊維を拘束することで、繊維強化複合材の繊維を孔の縁に沿って、きれいに切断することができる。この作用原理は、切削工具全般に通じる。
　切削加工方法としては、特に制限されないが、例えば、孔あけ加工、溝削加工、旋削加工、切断加工など、従来公知の方法が挙げられる。また、これら切削加工において用いられる切削工具の種類も特に制限されず、切削加工方法に適した公知の切削工具を適宜用いることができる。
　このなかでも、切削加工工程において、切削工具としてドリルを用いてドリル孔あけ加工により孔をあけることが好ましい。用いるドリルの径、材質、形状及び表面被膜の有無については、特に限定されない。
　ドリルの直径は、用途により適宜選択することができ、一般的には１～３０ｍｍである。なかでも、航空機用基材の孔あけ加工用途としては、２～７ｍｍであることが好ましい。また、より大きな加工孔を形成する観点からは、ドリルの直径は、好ましくは３ｍｍ以上であり、より好ましくは５ｍｍ以上であり、さらに好ましくは６ｍｍ以上であり、よりさらに好ましくは１０ｍｍ以上であり、さらにより好ましくは１２．５ｍｍ以上であり、特に好ましくは１５ｍｍ以上である。ドリルの直径が大きいほど切削部周辺において繊維の切れ残りが発生しやすくなるため、本発明が有用となる。
　さらに、ドリルの材質としては、高速度鋼や、硬質の金属炭化物の粉末を焼結して作られる超硬合金であることが好ましい。このような超硬合金としては、特に限定されないが、例えば、炭化タングステンと結合剤であるコバルトとを混合して焼結した金属が挙げられる。また、超硬合金には、使用目的に応じて材料特性をさらに向上させるため、炭化チタンや炭化タンタルなどが添加されていてもよい。
　ドリルの形状は、孔あけ加工の条件や繊維強化複合材の種類や形状などにより、適宜選択できる。ドリルの形状としては、特に限定されないが、例えば、ドリルの先端角、溝のねじれ角、切れ刃の数などが挙げられる。
　また、ドリルの表面被膜は、孔あけ加工の条件や繊維強化複合材の種類や形状などにより、適宜選択することができる。好ましい表面被膜の種類としては、ダイヤモンドコート、ダイヤモンドライクコート、セラミックスコートなどが挙げられる。
　ドリルの送り速度は、好ましくは０．０１～１．０ｍｍ／ｒｅｖであり、より好ましくは０．０５～０．８ｍｍ／ｒｅｖであり、さらに好ましくは０．１～０．６ｍｍ／ｒｅｖである。ドリルの送り速度が０．０１ｍｍ／ｒｅｖ以上であることにより、加工速度は向上するものの、繊維の切れ残りがより生じやすくなるため、本発明が特に有用となる。
　切削加工工程においては、一般的な切削加工における技術を用いることができる。例えば、切削加工を行う際、ガスや液体を用いて切削加工している箇所及び／又は切削工具を冷却しながら切削加工すること等が挙げられる。ガスを用いて切削加工している箇所及び／又は切削工具を冷却する方法としては、例えば、圧縮したガスを切削加工している箇所及び／又は切削工具に供給する方法、切削加工している箇所／又は切削工具付近のガスを吸引することによって、周囲からガスを切削加工箇所及び／又は切削工具に供給する方法が挙げられる。
　その他、孔形成以外の加工も上記と同様に行うことができる。切削加工する工具及び方法については、特に限定されるものではない。具体的には、ドリルの他、ルータ、フライス、エンドミル、サイドカッターなどで貫通孔、非貫通孔を形成する孔あけ加工や、ルータ、パイプカッター、エンドミル、メタルソーなどで、繊維強化複合材を切断する加工などが挙げられる。また、切削工具の刃先に、硬度を高めて摩耗を抑制するために、チタンやダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボンなどのコーティング膜を形成していてもよい。
（剥離工程）
　本実施形態の切削加工方法は、切削加工工程後に、繊維強化複合材から補助材を剥離する剥離工程を有していてもよい。
〔繊維強化複合材〕
　本実施形態の補助材は、マトリックス樹脂と強化繊維により構成される繊維強化複合材を対象とする。
　マトリックス樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂；ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）樹脂、ＰＡ（ポリアミド）樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、メチルメタアクリレート樹脂、ポリエチレン、アクリル、ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
　強化繊維としては、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維が挙げられる。また、強化繊維の形態としては、特に限定されないが、例えば、フィラメント、トウ、クロス、ブレード、チョップ、ミルドファイバー、フェルトマット、ペーパー、プリプレグ等が挙げられる。
　このような繊維強化複合材の具体例としては、特に限定されないが、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）、ケブラー繊維強化プラスチック（ＫＦＲＰ）等の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が挙げられる。このなかでも、比較的に、引張り強さ、引張り弾性力が大きく、密度が小さい炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が好ましい。
　繊維強化複合材は、その他必要に応じて、無機フィラーや有機フィラー等を含んでいてもよい。なお、繊維強化プラスチックは、強化繊維と、熱硬化性樹脂及び／又は熱可塑性樹脂と、を含む概念であり、このなかでも、強化繊維と、熱可塑性樹脂と、を含む繊維強化複合材は、ＦＲＴＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）ともいう。例えば、炭素繊維と、熱可塑性樹脂と、を含む繊維強化複合材は、ＣＦＲＴＰ（Ｃａｒｂｏｎ ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）という。
　以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
　表１に各実施例および比較例において使用した被加工材料（孔形成加工した材料）、使用した粘着層、支持材として用いたシート、孔形成に用いたドリルビット、孔形成加工機器、評価に用いた装置の仕様を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
〔実施例１〕
　支持材（２ｍｍ低密度ポリエチレン）の片面に、粘着層となる厚み０．１２ｍｍのアクリル系両面テープ（Ｎｏ．５３５Ａ、日東電工株式会社製）の強粘着面側を支持材と接するように貼り付けて、支持材上に粘着層を有する補助材を作製した。
　上記のようにして得られた補助材の粘着層の面を、被加工材料の切削工具（超硬合金ドリル）の出口となるべき部分（出口部）に貼り付け、１ｋｇのローラーで２往復させる方法で両者を圧着し、２３℃下に約１５時間放置した。
　その後、粘着テープと被加工材料を、治具を用いて孔あけ加工機器に固定した。そして、被加工材料の補助テープが貼り付けられていない面から、補助テープが貼り付けられている面に向かって、ドリルビットを用いて孔あけ加工を行い、２００個の孔を形成した。超硬合金ドリルによる切削加工（孔あけ加工）は、表２に示す条件で行った。ドリルビットの出口側における切削部（加工孔）周辺のアンカットファイバー（繊維切れ残り）、デラミネーション（繊維剥離）について評価した結果を表２に示した。
〔実施例２～８〕
　実施例１と同様にして、表２に示す支持材の片面に、粘着層となる厚み０．１２ｍｍのアクリル系両面テープ（Ｎｏ．５３５Ａ、日東電工株式会社製）の強粘着面側を支持材と接するように貼り付けて、補助材を作製した。そして、実施例１と同様に、表２に示す条件で孔あけ加工を行って各種評価をした。
〔実施例９〕
　実施例１と同様にして、表２に示す支持材の片面に、粘着層となる厚み０．１４ｍｍのゴム系両面テープ（ＶＲ－５３００、日東電工株式会社製）の強粘着面側を支持材と接するように貼り付けて、補助材を作製した。そして、実施例１と同様に、表２に示す条件で孔あけ加工を行って各種評価をした。
　なお、実施例１～７、９においては、被加工材料としてＣＦＲＰを用い、実施例８においては、被加工材料としてＧＦＲＰを用いた。
〔比較例１，８，９〕
　支持材を使用せず、アクリル系両面テープ（Ｎｏ．５３５Ａ、日東電工株式会社製）の弱粘着面を、被加工材料の切削工具（超硬合金ドリル）の出口となるべき部分（出口部）に貼り付け、その被加工材料を治具により孔あけ加工機器に固定した。そして、実施例１と同様に、表２に示す条件で孔あけ加工を行って各種評価をした。
〔比較例２～７〕
　実施例１と同様にして、表２に示す支持材の片面に、粘着層となる厚み０．１２ｍｍのアクリル系両面テープ（Ｎｏ．５３５Ａ、日東電工株式会社製）の強粘着面側を支持材と接するように貼り付けて、切削加工補助材を作製した。そして、実施例１と同様に、表２に示す条件で孔あけ加工を行って各種評価をした。
〔比較例１０〕
　支持材を使用せず、ゴム系両面テープ（ＶＲ－５３００、日東電工株式会社製）の粘着面を、被加工材料の切削工具（超硬合金ドリル）の出口となるべき部分（出口部）に貼り付け、その被加工材料を治具により孔あけ加工機器に固定した。そして、実施例１と同様に、表２に示す条件で孔あけ加工を行って各種評価をした。
　なお、比較例１～８、１０においては、被加工材料としてＣＦＲＰを用い、比較例９においては、被加工材料としてＧＦＲＰを用いた。
〔弾性率〕
　弾性率は、ゴム材料についてはＪＩＳ　Ｋ　６２５１、プラスチック材料についてはＪＩＳ　Ｋ７１２７、ＪＩＳ　Ｋ　７１６２およびＪＩＳ　Ｋ　７１６４、金属材料についてはＪＩＳ　Ｚ　２２４１に準拠して、卓上万能試験機（ＡＧ－Ｘｐｌｕｓ、島津製作所株式会社製）を用いて測定した。
［評価：アンカットファイバー］
　実施例及び比較例において、加工後の貫通孔のドリルビット出口側を、ワンショット３Ｄ形状測定機（ＶＲ－５２００、株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）を用いて測定し、測定したデータから、解析ソフトを用いてドリルビットの出口側における加工孔周辺のアンカットファイバー断面積を算出した。また、加工孔全体の断面積も算出し、それに対する孔周辺のアンカットファイバー断面積の占める割合（％）を算出した。１孔目から１０孔ごとに２００孔目まで測定し、それぞれの平均値として結果を表２に示した。なお、アンカットファイバー量の定義を以下に示し、その概念図を図２に示す。また、粘着力とアンカットファイバー量の関係を示す図を図３に示す。なお、図３において、Ｅｘは実施例を示し、Ｃ＿Ｅｘは比較例を示す。
　アンカットファイバー量（％）＝アンカットファイバー面積／孔面積　×　１００
　アンカットファイバー面積（ｍｍ2）：アンカットファイバーにより塞がれる孔の面積
　孔面積（ｍｍ2）：アンカットファイバーがないとした場合の孔の面積
［評価：デラミネーション］
　実施例１～１１および比較例１～３において、加工後の貫通孔のドリルビット出口側を、ワンショット３Ｄ形状測定機（ＶＲ－５２００、株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）を用いて測定し、測定したデータから、解析ソフトを用いてドリルビットの出口側における加工孔周辺のデラミネーションの最大長さを計測した。この時、加工孔直径をＤnomとしたとき、加工孔直径＋デラミネーション最大長さ×２の値をＤmaxとして、下記式によりＦd値を算出した。１孔目から２０孔ごとに２００孔目まで測定し、それぞれの平均値として結果を表２に示した。なお、Ｆd値の算出概念図を図４に示す。また、弾性率とデラミネーションのＦd値の関係を示す図を図５に示す。なお、図５において、Ｅｘは実施例を示し、Ｃ＿Ｅｘは比較例を示す。
　Ｆd値＝Ｄmax／Ｄnom
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 ※硬さはカタログ値を用いた
　本発明の繊維強化複合材加工用補助材は、繊維強化複合材の切削加工に用いる補助材として、産業上の利用可能性を有する。

Claims (11)

  1. 　支持材と、
    　該支持材上に配された粘着層と、を有し、
    　該支持材の２３℃における弾性率が、０．１～３０ＧＰａである、
    　繊維強化複合材加工用補助材。
  2. 　前記支持材の２３℃における硬さが、
    　ショアＤ硬度で４０以上、
    　ロックウェルＲ硬度で１３０以下、又は
    　ロックウェルＭ硬度で１３０以下、
    　である、
    　請求項１に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
  3. 　前記支持材が、樹脂シートである、
    　請求項１又は２に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
  4. 　前記支持材が、カーボン、硫化モリブデン、及び硫化タングステンのうち、いずれの無機成分も含まない、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
  5. 　前記支持材の厚さが、１００～１００００μｍである、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
  6. 　前記粘着層が、アクリル系重合体、ウレタン系重合体、酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ゴム系重合体、シリコーン系重合体、及びこれらの共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
  7. 　前記繊維強化複合材が、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、又はケブラー繊維強化プラスチックを含む、
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
  8. 　切削工具により被加工材料を切削する過程にあたり、前記被加工材料の前記切削工具の出口となるべき部分に密着させて使用する、
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材。
  9. 　切削工具により被加工材料を切削し、前記切削工具の出口と入口を有する切削部を形成する切削加工工程を有し、
    　前記切削加工工程前に、前記被加工材料の前記切削工具の出口となるべき部分に、予め請求項１～８のいずれか一項に記載の繊維強化複合材加工用補助材の粘着層を密着させる密着工程を有する、
    　切削加工方法。
  10. 　前記切削加工工程において、前記切削工具としてドリルを用いてドリル孔あけ加工により孔をあける、
    　請求項９に記載の切削加工方法。
  11. 　前記切削加工工程において、前記ドリルの送り速度が０．０１～１．０ｍｍ／ｒｅｖである、
    　１０に記載の切削加工方法。
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