JPH01152020A - Ｆｒｐ成形品の製造法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は内部にボイドや気泡などの構造的欠陥のない、
優れた機械的物性を有するＦＲＰ成形品の製造法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの補強
繊維とマトリックス樹脂等の織布を補強繊維布とする布
プリプレグの成形には、第２図に示すように、モールド
１の上に離型材２を乗せ、その上に枠３をＲＷし、この
枠３の中に上記布プリプレグの積層体４を挿入し、さら
にその上に離型フィルム５、ブリーザ−６を順次載せた
後、これら全体を真空バッグ７で包んで、該真空バッグ
７の開口をシーラント８でシールし、次いでこのように
セットされた真空バッグ内を真空にした後、オートクレ
ーブ（加熱、加圧炉）中に入れて、所望の硬化サイクル
条件下、たとえば第３図に示すオートクレーブ内の圧力
−時間関係と該オートクレーブに置かれた布プリプレグ
成形製品の温度−時間関係を示す硬化サイクル線図の加
熱、加圧サイクル下で処理して布プリプレグ積層体のマ
トリックス樹脂を硬化させるのが一般的である。

しかしながら、補強繊維布として、たとえば第４図に示
すガラス繊維からなり、タテ糸Ｘとヨコ糸Ｙが絡み糸に
で絡められた３次元の構造　゛を有する空隙率の大きい
の織物（以下、立体織物という）、特に空隙率が少なく
とも約１０χを越える、相対的に内部に多量の気泡を含
有する（内部に含有される気泡量の多い）上記構造の織
物を使用した布プリプレグは、これを上記方法にしたが
って成形するときは、ボイドの発生を避けることが難し
い。またマトリックス樹脂として高温融解時の粘度の高
い樹脂、たとえば少なくとも約２０ポイズ以上の最低粘
度を示すような樹脂を使用した布プリプレグは、前記成
形法において該ＦＲＰのモールド面側に樹脂の欠乏部分
が発生したり、該ＦＲＰ内面に無数のボイドが形成され
る、特に補強繊維布として前記立体織物を使用した場合
に著しいと言う欠点があった。

このような欠陥の発生原因としては、たとえば次のよう
なことが考えられる。

（１）マトリックス樹脂が融解する温度における最低粘
度が高いために該マトリックス樹脂中に含まれる気泡が
除去されないまま硬化する。

（２）前記第２図に示したモールド１と積層体４との間
の真空度が十分に上がらないため、マトリックス樹脂中
の気泡の除去が不十分になる。

（３）立体織物のために高温で融解したマトリックス樹
脂の流れが不均一になる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記布プリプレグ積層体をモールドで
真空下、加熱・加圧成形する際の上記問題点を解消した
ＦＲＰの製造法を提供することであり、他の目的は、前
記空隙率の高い立体織物を補強布とする厚手の布プリプ
レグから、ボイドや樹脂の不均一化等の欠陥のない、優
れた機械的強度を有するＦＲＰの製造法を提供すること
である。

〔発明の構成〕

このような本発明の目的は、布プリプレグを加熱、加圧
成形するに際して、該布プリプレグとモールドとの間に
離型処理を施したガラス繊維製シート状物を介在させ、
予め該布プリプレグのマトリックス樹脂の粘度が最低に
達する温度、圧力下に保持し、しかる後成形することに
より達成することができる。

本発明方法において、被成形対象の布プリプレグとモー
ルドとの間には、離型処理を施したガラス繊維製シート
状物、たとえば織布またはマットを介在させること並び
に予め該布プリプレグ中に含有されるマトリックス樹脂
の粘度が最低に達する温度・圧力条件下に一定時間維持
し、しかる後成形することが重要である。

第１図は、このような本発明の製造法に使用する成形装
置の１態様を示す部分断面図であり、図に示すように、
モールド１上に離型剤を含浸したガラス繊維製シート状
物９が積層され、その上に成形用枠３を載置し、この枠
３の中に複数枚の布プリプレグの積層体４を挿入し、次
いでその上に前記ガラス繊維製シート状物９とブリーザ
−６を載せた後、これら全体を真空バッグ７で包んで、
該真空バッグ７の開口をシーラント８でシールし、この
ようにセットされた真空バッグ内を真空にした後、オー
トクレーブ（加熱、加圧炉）中に入れて、布プリプレグ
のマトリックス樹脂が最低粘度を示す温度に加熱、加圧
し、その条件下に一定時間維持し、しかる後成形を完了
させるのである。

本発明に使用する布プリプレグとしては、特に限定され
るものではなく、前述した炭素繊維、ガラス繊維、アラ
ミド繊維など各種の高強度、高弾性率の繊維からなる織
布が使用されるが、好ましくは第４図に示した構造をし
、空隙率が少なくとも１０χである立体織物がよい。

また、この布プリプレグに含浸するマトリックス樹脂も
特に限定されるものではなく、エポキシ系樹脂、不飽和
ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイ
ミド系樹脂、フェノール系樹脂などの各種熱硬化性樹脂
を例示することができる。

ここで、これらのマトリックス樹脂の粘度が最低に達す
る温度は、マトリックス樹脂の種類によって相違するが
、たとえば第５図は、Ｂステージのエポキシ系樹脂組成
物の粘度（ポイズ）−温度（”Ｃ）線図（ＤＭＡ粘度曲
線）であり、図に示す通り、この樹脂の場合には最低粘
度が約８５℃と約１５５℃の付近に２つあることがわか
る。

本発明は、この最低粘度または該最低粘度に達する直前
の温度に一定時間保持するものであり、この保持時間は
樹脂の種類やその最低粘度により相違するが、通常、０
．５〜３時間の範囲内である。

そして、このようなマトリックス樹脂の最低粘度および
その温度の測定方法としては、たとえば、レオメトリッ
クス社のＲＤＳ−７０００によって測定することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

まず、布プリプレグとして、厚さが０　、６ｍｍ、重量
が２５０ｇ／ｍ”、空隙率が２０χのガラス繊維からな
る第４図に示した構造を有する立体織物を補強布とし、
この補強布にマトリックス樹脂として、第５図のＤＭＡ
粘度曲線を示す樹脂組成物（具体的には多官能系ビスフ
ェノールＡタイプエポキシ樹脂組成物）を樹脂含有率が
４０χになるように含浸したものを使用した。

第１図において、厚み１０ｍｍのアルミモールド１上に
離型材としてポリテトラフルオロエチレン系樹脂“テフ
ロン”を含浸した織物（リッチモンド社製Ｎｏ、　２０
０７ＰＮ　Ｐ）　２を載置し、その上にアルミニウム枠
３を設け、この枠３の中にプライ数の上記布プリプレグ
を積層し、この積層体４の上にタイプ１５８１．２ブラ
イのガラス繊維製布からなるブリーザ−６を置いた後、
これら全体を東し■製“ルミラー”フィルムからなる真
空バッグ７で包んで、該真空バッグ７の開口をＧＳシー
ラント８でシールし、次いでこのようにセットされた真
空バッグ内を真空にした後、オートクレーブ（加熱、加
圧炉）中に入れて、７０℃で１時間保持した後、１７７
℃に昇温し、６　Ｋｇ／ｃｍ２の加圧下に該布プリプレ
グ積層体のマトリックス樹脂を硬化させ、成形を完了さ
せた。

かくして得られた２、５ｍｍの厚さを有するＦＲＰは、
厚さが極めて均一であり、ボイド含有率は１χという低
い値であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ボイドの極めて少ないＦＲＰ、特に補
強繊維布として、立体織物を使用した、ボイドの発生し
易い布プリプレグから、該立体織物を切断することなし
に、三次元の曲面を有するボイド含有量の少ない成形品
を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ、本発明の製造法に使用
する成形装置および従来の布プリプレグの成形装置の部
分断面図、第３図はオートクレーブ内の圧力−時間関係
および該オートクレーブに置かれた布プリプレグ成形製
品の温度−時間関係を示す硬化サイクル線図、第４図は
立体織物構造の１例を示す断面図、第５図は一定圧力に
於ける粘度（ポイズ）−温度（’Ｃ）線図（ＤＭＡ粘度
曲線）である。 １・・・モールド、２・・・離型材、３・・・成形用枠
、４・・・積層体、５・・・フィルム、６・・・ブリー
ザ−１７・・・真空バッグ、９・・・ガラス繊維製シー
ト状物、Ｘ・・・タテ糸、Ｙ・・・ヨコ糸、Ｋ・・・絡
み糸。 代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）布プリプレグを加熱、加圧成形するに際して、該布
   プリプレグとモールドとの間に離型処理を施したガラス
   繊維製シート状物を介在させ、予め該布プリプレグのマ
   トリックス樹脂の粘度が最低に達する温度、圧力下に一
   定時間保持し、しかる後成形することを特徴とするＦＲ
   Ｐ成形品の製造法。