JPH06114862A - Ｆｒｐの成形方法 - Google Patents
Ｆｒｐの成形方法Info
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- JPH06114862A JPH06114862A JP4268277A JP26827792A JPH06114862A JP H06114862 A JPH06114862 A JP H06114862A JP 4268277 A JP4268277 A JP 4268277A JP 26827792 A JP26827792 A JP 26827792A JP H06114862 A JPH06114862 A JP H06114862A
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Landscapes
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 クラック及び樹脂不足を生じず、かつ加圧タ
イミングに捕われる必要もないＦＲＰ成形方法を提供す
ることである。 【構成】 繊維構造体２０に熱硬化性樹脂を真空含浸さ
せ、該繊維構造体を流体不透過性の袋体２６内に収容し
た後、前記袋体２６を脱気密封し、装置３０の耐圧タン
ク３８内で流動性圧熱媒体５０により加圧・加熱する。
イミングに捕われる必要もないＦＲＰ成形方法を提供す
ることである。 【構成】 繊維構造体２０に熱硬化性樹脂を真空含浸さ
せ、該繊維構造体を流体不透過性の袋体２６内に収容し
た後、前記袋体２６を脱気密封し、装置３０の耐圧タン
ク３８内で流動性圧熱媒体５０により加圧・加熱する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）の成形方法に関する。
（ＦＲＰ）の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＲＰは、マトリックスとして熱硬化性
樹脂を含浸させた繊維構造体（以下、被成形体とい
う。）を加圧・加熱して成形される。この成形方法とし
て図４のプレス成形法や図５のオートクレーブ成形法等
が知られている。前者はヒータ２内蔵のプレス板４，４
により、離型フィルム６，６を介して被成形体８を加圧
・加熱する。後者は治具１０上に載置した被成形体８を
ナイロンフィルム１２及び環状シーラント１４で気密的
に被覆し、これを高圧高温タンクに入れて被成形体８を
加圧・加熱する。なおナイロンフィルム１２の内側は真
空ポンプ１６で真空引きする。
樹脂を含浸させた繊維構造体（以下、被成形体とい
う。）を加圧・加熱して成形される。この成形方法とし
て図４のプレス成形法や図５のオートクレーブ成形法等
が知られている。前者はヒータ２内蔵のプレス板４，４
により、離型フィルム６，６を介して被成形体８を加圧
・加熱する。後者は治具１０上に載置した被成形体８を
ナイロンフィルム１２及び環状シーラント１４で気密的
に被覆し、これを高圧高温タンクに入れて被成形体８を
加圧・加熱する。なおナイロンフィルム１２の内側は真
空ポンプ１６で真空引きする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】プレス成形法は静水圧
成形ではないので、被成形体、とりわけ平板状以外のＰ
形、Ｉ形などの異形の被成形体に均一圧力をかけること
ができない。また樹脂硬化時の樹脂収縮により被成形体
にクラックが発生したり、樹脂不足の製品ができやす
い。特に三次元織物を繊維構造体に使用したり、耐熱性
樹脂をマトリックスとした場合に多くのクラックが発生
し、樹脂不足が顕著になることもある。このクラック及
び樹脂不足を減らすには、樹脂がある程度硬化してから
プレスするといった工夫が必要であるが、プレスのタイ
ミングが微妙で非常に難しい。
成形ではないので、被成形体、とりわけ平板状以外のＰ
形、Ｉ形などの異形の被成形体に均一圧力をかけること
ができない。また樹脂硬化時の樹脂収縮により被成形体
にクラックが発生したり、樹脂不足の製品ができやす
い。特に三次元織物を繊維構造体に使用したり、耐熱性
樹脂をマトリックスとした場合に多くのクラックが発生
し、樹脂不足が顕著になることもある。このクラック及
び樹脂不足を減らすには、樹脂がある程度硬化してから
プレスするといった工夫が必要であるが、プレスのタイ
ミングが微妙で非常に難しい。
【０００４】オートクレーブ成形法は静水圧成形ではあ
るが、樹脂リッチの被成形体表面から未硬化の樹脂が真
空引きにより吸い出されてしまうため、表面と内部での
樹脂含浸量は均衡するが、クラック、樹脂不足及び加圧
タイミングの問題が未解決のままである。また、特に厚
手の被成形体では部分的な樹脂硬化の進行差ができるた
め、部分的な樹脂の増粘又は硬化の違いが生じて均一加
圧が困難になり、加圧タイミングが一層難しい。
るが、樹脂リッチの被成形体表面から未硬化の樹脂が真
空引きにより吸い出されてしまうため、表面と内部での
樹脂含浸量は均衡するが、クラック、樹脂不足及び加圧
タイミングの問題が未解決のままである。また、特に厚
手の被成形体では部分的な樹脂硬化の進行差ができるた
め、部分的な樹脂の増粘又は硬化の違いが生じて均一加
圧が困難になり、加圧タイミングが一層難しい。
【０００５】クラックのあるＦＲＰは機械的強度が低
く、早期疲労破壊や前兆のない急激かつ壊滅的な破壊の
おそれもあり、一次構造材としては不適である。
く、早期疲労破壊や前兆のない急激かつ壊滅的な破壊の
おそれもあり、一次構造材としては不適である。
【０００６】本発明の目的は、クラック及び樹脂不足を
生じず、かつ加圧タイミングを気にする必要もないＦＲ
Ｐ成形方法を提供することにある。
生じず、かつ加圧タイミングを気にする必要もないＦＲ
Ｐ成形方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、繊維構造体に
熱硬化性樹脂を真空含浸させ、該繊維構造体を流体不透
過性の袋体内に収容した後、前記袋体を脱気密封し、流
動性圧熱媒体中で加圧・加熱する。
熱硬化性樹脂を真空含浸させ、該繊維構造体を流体不透
過性の袋体内に収容した後、前記袋体を脱気密封し、流
動性圧熱媒体中で加圧・加熱する。
【０００８】
【作用】袋体内の被成形体は、流動性圧熱媒体により均
一加圧されつつ均一加熱される。この際、被成形体の樹
脂は従来のオートクレーブ成形法のように真空引きによ
り負圧がかけられるのではなく、流動性圧熱媒体により
均一な正圧がかけられるため、樹脂収縮による樹脂体積
の減少分を補填する樹脂の流動化が促されると共に、被
成形体全体の体積もほぼ同率で減少するため、内部引張
応力ないしクラックの発生が完璧に阻止される。
一加圧されつつ均一加熱される。この際、被成形体の樹
脂は従来のオートクレーブ成形法のように真空引きによ
り負圧がかけられるのではなく、流動性圧熱媒体により
均一な正圧がかけられるため、樹脂収縮による樹脂体積
の減少分を補填する樹脂の流動化が促されると共に、被
成形体全体の体積もほぼ同率で減少するため、内部引張
応力ないしクラックの発生が完璧に阻止される。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図１及び図２に
基づき説明する。この実施例では、図１（Ａ）に示すよ
うな炭素繊維製三次元織物を繊維構造体２０として使用
し、この繊維構造体２０に従来手法によりエポキシ樹脂
を真空含浸させたもの（以下、これを被成形体２２とい
う。）を、図１（Ｂ）のように予め三方をシーラントテ
ープ２４でシールしたポリイミドフィルム製の袋体２６
内に開口部２８から入れる。そして袋体２６内を樹脂で
満たした後、袋体２６内部の気泡を脱気し、図１（Ｃ）
に示すように開口部２８をシーラントテープ２４ｂで完
全に密閉する。
基づき説明する。この実施例では、図１（Ａ）に示すよ
うな炭素繊維製三次元織物を繊維構造体２０として使用
し、この繊維構造体２０に従来手法によりエポキシ樹脂
を真空含浸させたもの（以下、これを被成形体２２とい
う。）を、図１（Ｂ）のように予め三方をシーラントテ
ープ２４でシールしたポリイミドフィルム製の袋体２６
内に開口部２８から入れる。そして袋体２６内を樹脂で
満たした後、袋体２６内部の気泡を脱気し、図１（Ｃ）
に示すように開口部２８をシーラントテープ２４ｂで完
全に密閉する。
【００１０】次にこの袋体２６を図２に示す装置３０で
加圧・加熱する。この装置３０は電動油圧ポンプ３２
と、油圧シリンダ３４と、流動性圧熱媒体を貯溜する貯
溜タンク３６と、ＦＲＰ成形用の耐圧タンク３８と、耐
圧タンク３８の外周を囲繞する加熱ユニット４０と、エ
ア抜き弁４２が付設された蓋４４と、電動油圧ポンプ３
２と油圧シリンダ３４を連結するホース４６、及び貯溜
タンク３６と蓋４４を連結するホース４８で構成され
る。
加圧・加熱する。この装置３０は電動油圧ポンプ３２
と、油圧シリンダ３４と、流動性圧熱媒体を貯溜する貯
溜タンク３６と、ＦＲＰ成形用の耐圧タンク３８と、耐
圧タンク３８の外周を囲繞する加熱ユニット４０と、エ
ア抜き弁４２が付設された蓋４４と、電動油圧ポンプ３
２と油圧シリンダ３４を連結するホース４６、及び貯溜
タンク３６と蓋４４を連結するホース４８で構成され
る。
【００１１】装置による加圧・加熱操作について更に説
明すると、まず耐圧タンク３８内に被成形体２０入りの
袋体２６を入れ、耐圧タンク３８に蓋４４を取付ける。
一方、貯溜タンク３６に流動性圧熱媒体５０を入れ、電
動油圧ポンプ３２を作動させて油圧シリンダ３４のピス
トン３４ａを押し下げ、流動性圧熱媒体５０を耐圧タン
ク３８内に低圧で予備圧送する。この時、蓋４４のエア
抜き弁４２は開放しておき、耐圧タンク３８内のエアが
完全に脱気された後、電動油圧ポンプ３２を一時停止し
てエア抜き弁４２を閉じる。
明すると、まず耐圧タンク３８内に被成形体２０入りの
袋体２６を入れ、耐圧タンク３８に蓋４４を取付ける。
一方、貯溜タンク３６に流動性圧熱媒体５０を入れ、電
動油圧ポンプ３２を作動させて油圧シリンダ３４のピス
トン３４ａを押し下げ、流動性圧熱媒体５０を耐圧タン
ク３８内に低圧で予備圧送する。この時、蓋４４のエア
抜き弁４２は開放しておき、耐圧タンク３８内のエアが
完全に脱気された後、電動油圧ポンプ３２を一時停止し
てエア抜き弁４２を閉じる。
【００１２】次に電動油圧ポンプ３２を再び作動させる
と共に、加熱ユニット４０に通電し、耐圧タンク３８内
の流動性圧熱媒体５０を所定の圧力及び温度にする。こ
れにより袋体２６内の被成形体２０は流動性圧熱媒体５
０を介して等圧下で加圧されると共に、流動性圧熱媒体
５０の熱で加熱硬化される。
と共に、加熱ユニット４０に通電し、耐圧タンク３８内
の流動性圧熱媒体５０を所定の圧力及び温度にする。こ
れにより袋体２６内の被成形体２０は流動性圧熱媒体５
０を介して等圧下で加圧されると共に、流動性圧熱媒体
５０の熱で加熱硬化される。
【００１３】被成形体２０に含浸された樹脂は硬化反応
と共に収縮しその体積が減少するが、このとき被成形体
２０全体の体積も流動性圧熱媒体５０の圧力により同程
度減少する。従って被成形体２０に内部引張応力ないし
クラックが発生しない。この点、従来の成形法では被成
形体全体に均一圧力がかからず、樹脂の収縮量が多いた
めクラックが発生していたと考えられる。
と共に収縮しその体積が減少するが、このとき被成形体
２０全体の体積も流動性圧熱媒体５０の圧力により同程
度減少する。従って被成形体２０に内部引張応力ないし
クラックが発生しない。この点、従来の成形法では被成
形体全体に均一圧力がかからず、樹脂の収縮量が多いた
めクラックが発生していたと考えられる。
【００１４】なお三次元織物は原形状の保持性に優れて
おり、樹脂収縮により織組織が多少は変形するが、ＦＲ
Ｐの強度に影響するほど大きな変形はない。従って三次
元織物を使用すれば高強度のＦＲＰが得られる。
おり、樹脂収縮により織組織が多少は変形するが、ＦＲ
Ｐの強度に影響するほど大きな変形はない。従って三次
元織物を使用すれば高強度のＦＲＰが得られる。
【００１５】本発明者らは、本発明の効果を確認するた
めの１０の実施例及び３つの比較例につき評価試験を行
ない、表１に示す良好な結果が得られることを確認し
た。
めの１０の実施例及び３つの比較例につき評価試験を行
ない、表１に示す良好な結果が得られることを確認し
た。
【００１６】表１中、評価欄のＡ〜Ｅはクラックの程度
を五段階で示すもので、図３の（Ａ）〜（Ｅ）に対応す
るＦＲＰ断面が示されている。同図に示す如く（Ａ）は
クラック５２が全く無く、（Ｅ）はクラック５２が最も
多い。
を五段階で示すもので、図３の（Ａ）〜（Ｅ）に対応す
るＦＲＰ断面が示されている。同図に示す如く（Ａ）は
クラック５２が全く無く、（Ｅ）はクラック５２が最も
多い。
【００１７】
【表１】
【００１８】同試験の詳細は以下の通りである。
【００１９】（１）試験に使用した繊維構造体 種類： 三次元織物 配向比（ｘ：ｙ：ｚ）＝２１：２６：５３ 容積率（ｖｆ）＝３０％ 名称 「東レ トレカ T300 12K（商品名）」（東レ株
式会社製） （２）試験に使用したマトリックス用の樹脂 樹脂 ：名称「アラルダイトLY556（商品名）」 １００重量部 硬化剤：名称「ハードナーＨＴ９７６（商品名）」 ３５重量部 （いずれも日本チバガイギー株式会社製） 表１の実施例１〜９は、流動性圧熱媒体５０の種類、圧
力、硬化温度を異ならせたものである。
式会社製） （２）試験に使用したマトリックス用の樹脂 樹脂 ：名称「アラルダイトLY556（商品名）」 １００重量部 硬化剤：名称「ハードナーＨＴ９７６（商品名）」 ３５重量部 （いずれも日本チバガイギー株式会社製） 表１の実施例１〜９は、流動性圧熱媒体５０の種類、圧
力、硬化温度を異ならせたものである。
【００２０】実施例１０はオートクレーブ成形法の高圧
高温タンクを使用し、ただし真空引きはせず、窒素を流
動性圧熱媒体として等圧加圧・加熱硬化させたものであ
る。
高温タンクを使用し、ただし真空引きはせず、窒素を流
動性圧熱媒体として等圧加圧・加熱硬化させたものであ
る。
【００２１】比較例１は、被成形体をステンレス容器に
入れ、乾燥器内にて加熱硬化させたものである。
入れ、乾燥器内にて加熱硬化させたものである。
【００２２】比較例２は、被成形体をプレス成形法で加
圧・加熱硬化させたものである。
圧・加熱硬化させたものである。
【００２３】比較例３は、被成形体をオートクレーブ成
形法で加圧・加熱硬化させたものである。
形法で加圧・加熱硬化させたものである。
【００２４】以上、本発明の実施例につき説明したが、
本発明は前記実施例に限定されることなく種々の変形が
可能である。例えば、繊維構造体は三次元織物の他、従
来の織物、組物、編物等であってもよい。
本発明は前記実施例に限定されることなく種々の変形が
可能である。例えば、繊維構造体は三次元織物の他、従
来の織物、組物、編物等であってもよい。
【００２５】熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂の他、ビスマ
レイミドトリアジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポ
リイミド樹脂等でもよく、要は樹脂硬化反応に於いて副
生成気体を発生しないものであれば特に限定する必要は
ない。
レイミドトリアジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポ
リイミド樹脂等でもよく、要は樹脂硬化反応に於いて副
生成気体を発生しないものであれば特に限定する必要は
ない。
【００２６】また流動性圧熱媒体はシリコンオイルの
他、ポリエチレングリコール、エポキシ樹脂、水、酸
素、窒素、空気等でもよく、要は各使用温度に於いて分
解等が起らなければ、液体であれ気体であれ特に限定す
る必要はない。
他、ポリエチレングリコール、エポキシ樹脂、水、酸
素、窒素、空気等でもよく、要は各使用温度に於いて分
解等が起らなければ、液体であれ気体であれ特に限定す
る必要はない。
【００２７】また袋体２６はポリイミドフィルム製の
他、各種の樹脂製袋体を使用可能で、要は流体不透過性
の袋体であれば特に限定する必要はない。
他、各種の樹脂製袋体を使用可能で、要は流体不透過性
の袋体であれば特に限定する必要はない。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、従来のプレス成形法やオート
クレーブ成形法と異なり、流動性圧熱媒体により被成形
体に正圧をかけつつ加熱硬化させるため、未硬化の樹脂
が被成形体から流出することがなく、異形の被成形体で
あってもその全体に流動性圧熱媒体からの均一な正圧力
・温度を成形開始から成形終了まで加え続けることがで
き、従って樹脂の硬化収縮による内部引張応力やクラッ
クの発生を大幅に減らすことが出来る。
クレーブ成形法と異なり、流動性圧熱媒体により被成形
体に正圧をかけつつ加熱硬化させるため、未硬化の樹脂
が被成形体から流出することがなく、異形の被成形体で
あってもその全体に流動性圧熱媒体からの均一な正圧力
・温度を成形開始から成形終了まで加え続けることがで
き、従って樹脂の硬化収縮による内部引張応力やクラッ
クの発生を大幅に減らすことが出来る。
【００２９】また従来のプレス成形法やオートクレーブ
成形法等のように加圧のタイミングに捕われる必要がな
いので、成形が容易で製品の品質面でもバラツキを少な
くできる。
成形法等のように加圧のタイミングに捕われる必要がな
いので、成形が容易で製品の品質面でもバラツキを少な
くできる。
【図１】（Ａ）は繊維構造体の斜視図、（Ｂ）は密閉前
の被成形体及び袋体の斜視図、（Ｃ）は密閉後の被成形
体及び袋体の斜視図。
の被成形体及び袋体の斜視図、（Ｃ）は密閉後の被成形
体及び袋体の斜視図。
【図２】被成形体入りの袋体を加圧・加熱する装置の正
面図。
面図。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は成形条件が異なるＦＲＰのク
ラック発生状態を示す断面図。
ラック発生状態を示す断面図。
【図４】従来のプレス成形法に使用する装置の概略断面
図。
図。
【図５】従来のオートクレーブ成形法に使用する装置の
概略断面図。
概略断面図。
２０ 繊維構造体 ２２ 被成形体 ２４ａ，２４ｂ シーラントテープ ２６ 袋体 ３０ 袋体を加圧・加熱する装置 ３４ 油圧シリンダ ３８ 耐圧タンク ４０ 加熱ユニット ４２ エア抜き弁 ５０ 流動性圧熱媒体
Claims (4)
- 【請求項１】 繊維構造体に熱硬化性樹脂を真空含浸さ
せ、該繊維構造体を流体不透過性の袋体内に収容した
後、前記袋体を脱気密封し、流動性圧熱媒体中で加圧・
加熱することを特徴とするＦＲＰの成形方法。 - 【請求項２】 前記流動性圧熱媒体が液体であることを
特徴とする請求項１記載のＦＲＰの成形方法。 - 【請求項３】 前記流動性圧熱媒体が気体であることを
特徴とする請求項１記載のＦＲＰの成形方法。 - 【請求項４】 三次元織物を繊維構造体とする請求項１
記載のＦＲＰの成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4268277A JPH06114862A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Ｆｒｐの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4268277A JPH06114862A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Ｆｒｐの成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06114862A true JPH06114862A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17456323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4268277A Withdrawn JPH06114862A (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Ｆｒｐの成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06114862A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010517828A (ja) * | 2007-02-16 | 2010-05-27 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． | 耐衝撃性成形品およびそのような物品を得る方法 |
| JP2021089195A (ja) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | コニカミノルタ株式会社 | 成型支援装置および成型支援方法 |
-
1992
- 1992-10-07 JP JP4268277A patent/JPH06114862A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010517828A (ja) * | 2007-02-16 | 2010-05-27 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． | 耐衝撃性成形品およびそのような物品を得る方法 |
| JP2021089195A (ja) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | コニカミノルタ株式会社 | 成型支援装置および成型支援方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |