JP5646089B2 - プリフォームの製造方法および繊維強化プラスチック成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、減圧環境下での繊維強化プラスチック成形体の製造方法、および、それに用いられるプリフォームの製造方法に関する。
軽量で高強度な素材として繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）が各種産業分野で注目されている。近年では、比較的大形の繊維強化プラスチック成形体を安価に製造するために、真空吸引による減圧環境下で繊維強化プラスチックの成形を行う真空含浸成形法（ＶａＲＴＭ：Vacuum assist Resin Transfer Molding）が採用されつつある。真空含浸成形法は、成形型に配置したドライ繊維織物をバッグフィルムで覆い、バッグフィルム内を真空吸引した後、液状の樹脂をバッグフィルム内に注入し、樹脂をドライ繊維織物に含浸させて硬化させることにより、繊維強化プラスチック成形体を得る方法である（例えば、特許文献１：特開昭６０−８３８２６号公報参照）。
しかし、ドライ繊維織物は、タック性（粘着性）がないために、それ自体では、３次元形状への賦型工程（成形型上にドライ繊維織物を配置する工程や、ドライ繊維織物の上にドライ繊維織物を積層する工程）において、重力に反するような位置での固定ができない。また、ドライ繊維織物と成形型、ドライ繊維織物とドライ繊維織物が、充分に接していない場合、減圧時に繊維にシワが生じる場合があった。
このような問題を解決する簡易的な方法として、トリミングによって最終的に製品にならない部分をテープを用いて固定する方法が考えられる。しかし、テープで固定できる部分が限られている上に、作業が煩雑で生産性が悪いという問題がある。
そこで、非晶質熱可塑性樹脂を含むバインダー入り溶液（タッキファイアー：スプレー）を用いて、ドライ繊維織物を固定する方法（例えば、特許文献２：特開２００４−２６９７０５号公報参照）、熱可塑性樹脂（じん性）と熱硬化性樹脂の混合物からなる接着樹脂で予め複数枚のドライ繊維織物を接着させ、ドライ繊維織物の積層工程を短縮する方法（例えば、特許文献３：特開２００４−１１４５８６号公報参照）が提案されている。
特許文献２に開示されている方法は、成形型上にドライ繊維織物を配置する工程、さらにドライ繊維織物の上にドライ繊維織物を積層する工程で使用でき、作業時間を短縮することができるが、成形型にドライ繊維織物を配置する工程に用いると、脱型後の繊維強化プラスチック成形体の表面に硬化しない熱可塑性成分が露出するために、成形型と接していた面がベタついたり、熱可塑性成分が白点となって外観不良を引き起こすという課題がある。
また、特許文献３に示されている方法は、ドライ繊維織物の上にドライ繊維織物を積層する工程で使用でき、作業時間を短縮することができるが、成形型上にドライ繊維織物を配置する工程では使用できない。また、予め複数枚のドライ繊維織物を一体化すると、重ね枚数が多いとき、折り曲がり部への賦型が困難となる。具体的には、内側と外側で繊維にかかるテンションが異なり、繊維の弛みが生じてしわが発生する。
さらに、特許文献３に開示された方法では、熱可塑性樹脂を主成分とする接着樹脂を使用しているため、融着のための加熱が必要である。また、比較的低温で溶融する熱可塑性樹脂は、耐熱性に問題がある。一方で、溶融温度が高い熱可塑性樹脂を用いた場合、ドライ繊維織物の積層は可能だが、成形型にドライ繊維織物を固定することが困難である。溶融温度が高い熱可塑性樹脂は、特に離型処理された成形型への粘着性が不十分である。また、特許文献３に開示された方法では、ドライ繊維織物を目的の形状にカットすることが容易ではない。
本発明は、上記課題に鑑みて、加熱を必要とせずにロール形態で連続生産することができるプリフォームの製造方法、および、繊維強化プラスチック成形体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、ドライ繊維織物と樹脂付きフィルムとを備えた繊維強化プラスチック成形体の製造用のプリフォームの製造方法であって、
前記樹脂付きフィルムは、離型フィルムと、その片面に固定された、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂とを含み、
ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記ドライ繊維織物の表面に、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記樹脂付きフィルムを前記固定用樹脂を介して固定することで、離型フィルムおよび固定用樹脂を有する第１のドライ繊維織物を得る第１の工程と、
別途、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記ドライ繊維織物の表面に、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記樹脂付きフィルムを前記固定用樹脂を介して固定し、
前記ドライ繊維織物に圧着された樹脂付きフィルムから、前記離型フィルムを剥離することで、固定用樹脂を有する１つ以上の第２のドライ繊維織物を得る第２の工程と、
前記第１のドライ繊維織物の固定用樹脂が固定されていない面に、前記第２のドライ繊維織物の固定用樹脂を介して前記第２のドライ繊維織物を積層する積層工程とを備える、プリフォームの製造方法。
前記樹脂付きフィルムは、離型フィルムと、その片面に固定された、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂とを含み、
ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記ドライ繊維織物の表面に、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記樹脂付きフィルムを前記固定用樹脂を介して固定することで、離型フィルムおよび固定用樹脂を有する第１のドライ繊維織物を得る第１の工程と、
別途、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記ドライ繊維織物の表面に、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記樹脂付きフィルムを前記固定用樹脂を介して固定し、
前記ドライ繊維織物に圧着された樹脂付きフィルムから、前記離型フィルムを剥離することで、固定用樹脂を有する１つ以上の第２のドライ繊維織物を得る第２の工程と、
前記第１のドライ繊維織物の固定用樹脂が固定されていない面に、前記第２のドライ繊維織物の固定用樹脂を介して前記第２のドライ繊維織物を積層する積層工程とを備える、プリフォームの製造方法。
さらに、前記プリフォームの前記離型フィルム側の面を、切断機に真空吸着させた後、目的の形状に切断する切断工程を含むことが好ましい。
前記プリフォームは、ロールプレスを用いて予め大気圧以上の圧力で加圧されていることが好ましい。
前記固定用樹脂がドット状であり、各々のドットの面積が、前記ドライ繊維織物の繊維同士が重ならない疎な部分の各々の面積よりも小さいことが好ましい。
ドット状の前記固定用樹脂のピッチが、前記ドライ繊維織物の繊維のピッチよりも大きく、かつ、前記ドライ繊維織物を構成する繊維のピッチの整数倍でないことが好ましい。
ドット状の前記固定用樹脂を加熱処理することにより、ドット状の前記固定用樹脂の面積を、前記ドライ繊維織物の繊維同士が重ならない疎な部分の面積よりも小さくする工程を含むことが好ましい。
前記固定用樹脂の少なくとも一部が線状であることが好ましい。また、線状の前記固定用樹脂の幅は、前記ドライ繊維織物を構成する繊維のピッチよりも小さいことが好ましい。また、線状の前記固定用樹脂の配置方向と前記ドライ繊維織物を構成する繊維の方向とのなす角度は、４５°以外であることが好ましい。
前記第１のドライ繊維織物および前記第２のドライ繊維織物の各々の間で、線状の前記固定用樹脂の位置が異なることが好ましい。
本発明は、上記のプリフォームの前記離型フィルムを剥がしながら、成形型に固定用樹脂を介して前記プリフォームを固定する賦型工程と、
前記成形型に固定された前記プリフォーム中の前記ドライ繊維織物に、液状の熱硬化性樹脂を含浸する含浸工程と、
前記液状の熱硬化性樹脂および前記固定用樹脂を硬化させることにより、繊維強化プラスチック成形体を形成する硬化工程と、
前記成形型から前記繊維強化プラスチック成形体を脱型する脱型工程と
をこの順で備える、繊維強化プラスチック成形体の製造方法にも関する。
前記成形型に固定された前記プリフォーム中の前記ドライ繊維織物に、液状の熱硬化性樹脂を含浸する含浸工程と、
前記液状の熱硬化性樹脂および前記固定用樹脂を硬化させることにより、繊維強化プラスチック成形体を形成する硬化工程と、
前記成形型から前記繊維強化プラスチック成形体を脱型する脱型工程と
をこの順で備える、繊維強化プラスチック成形体の製造方法にも関する。
離型フィルムと、その片面に付着された、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂とを含む、ロール状に巻かれた樹脂付きフィルムを用いて、ピールプライおよび／またはフローメディアを離型フィルムを剥がしたプリフォームの樹脂付き繊維織物の上に固定する工程を含むことが好ましい。
前記繊維強化プラスチック成形体は、前記ドライ繊維織物の間に発泡コア材を有し、
離型フィルムと、その片面に付着された、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂とを含む、ロール状に巻かれた樹脂付きフィルムを用いて、前記ドライ繊維織物と前記発泡コア材とを圧着する工程を含むことが好ましい。
離型フィルムと、その片面に付着された、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂とを含む、ロール状に巻かれた樹脂付きフィルムを用いて、前記ドライ繊維織物と前記発泡コア材とを圧着する工程を含むことが好ましい。
本発明に用いられる固定用樹脂（室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂）は、熱可塑性成分を含まないため、成形型と接する面に使用しても、ベタついたり、白点となったりすることがなく、良好な外観を有する繊維強化プラスチック成形体が得られる。
また、本発明のプリフォームは上記固定用樹脂を備えているため、重力の影響を受けずに位置を固定することができ、３次元形状への賦型工程（成形型上にドライ繊維織物を配置する工程や、ドライ繊維織物の上にドライ繊維織物を積層する工程）を簡素化し、生産性の向上を図ることが可能となる。
また、本発明のプリフォームは、加熱を必要とせずにロール形態で連続生産することができる。また、本発明のプリフォームは、片面に離型フィルムが存在し、吸着することができるため、カッティングプロッターなどの切断機で、容易に所定の形状に加工することができる。
＜樹脂付きフィルム＞
本発明の樹脂付きフィルム３は、プリフォーム５および繊維強化プラスチック成形体の製造に用いられる。図１に、樹脂付きフィルム３の断面模式図を示す。図１（ａ）に示すように樹脂付きフィルム３は、離型フィルム１上に、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂２を備える。ロール供給を可能とするため、図１（ｂ）に示すように、離型フィルム１の両面を離型フィルム１で覆っても良い。樹脂付きフィルムの製造方法は、特に限定されるものではないが、スクリーン印刷が好ましい。
本発明の樹脂付きフィルム３は、プリフォーム５および繊維強化プラスチック成形体の製造に用いられる。図１に、樹脂付きフィルム３の断面模式図を示す。図１（ａ）に示すように樹脂付きフィルム３は、離型フィルム１上に、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂２を備える。ロール供給を可能とするため、図１（ｂ）に示すように、離型フィルム１の両面を離型フィルム１で覆っても良い。樹脂付きフィルムの製造方法は、特に限定されるものではないが、スクリーン印刷が好ましい。
固定用樹脂は、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂であれば、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂であり、好ましくは、同一樹脂骨格中に（メタ）アクリロイル基とエポキシ基の両方を有するビニルエステル樹脂である。固定用樹脂は、カーボンブラックなどの顔料を含んでいても良い。固定用樹脂は、ロジンエステルなどの粘着性付与剤を微量に含んでいても良い。また、上記離型フィルムの代わりに、離型紙などを用いても良い。
図２に、樹脂付きフィルム３の上面図を示す。図２（ａ）に示すように、固定用樹脂２は、樹脂含浸を妨げないようにするため、ドット状の固定用樹脂２ａであることが好ましい。また、図２（ｂ）に示すように、ドット状の固定用樹脂２ａだけでなく、ドライ繊維織物のヨレや端部のほつれを防止するため、樹脂含浸に影響しない間隔（約１００ｍｍ）で線状の固定用樹脂２ｂが配置されていることが好ましい。
＜プリフォーム＞
プリフォームは、ドライ繊維織物と、その表面に固定用樹脂を介して圧着された上記樹脂付きフィルムとを備える部材であり、繊維強化プラスチック成形体の製造に用いられる。なお、ここでのドライ繊維織物の「表面」とは、ドライ繊維織物内部の空隙における内表面は含まない意味である。
プリフォームは、ドライ繊維織物と、その表面に固定用樹脂を介して圧着された上記樹脂付きフィルムとを備える部材であり、繊維強化プラスチック成形体の製造に用いられる。なお、ここでのドライ繊維織物の「表面」とは、ドライ繊維織物内部の空隙における内表面は含まない意味である。
図３に、プリフォームの断面模式図を示す。本発明のプリフォームは、図３（ａ）に示すように、プリフォーム５は、固定用樹脂２を介してドライ繊維織物４と離型フィルム１とが圧着されたものである。また、図３（ｂ）に示すように、プリフォーム５は、複数のドライ繊維織物４が固定用樹脂２を介して圧着されたものであってもよい。
ドライ繊維織物４としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、ザイロン繊維、ケプラー繊維等の織物が挙げられる。好ましくは、炭素繊維である。
＜プリフォームの製造方法＞
本発明のプリフォームは、ロール状で連続生産することができる。図４に、本発明のプリフォームの製造方法の一例を説明するための断面模式図を示す。まず、固定用樹脂２の両面に離型フィルム１を備えたロール状の樹脂付きフィルム３ｂを２つ準備する。
本発明のプリフォームは、ロール状で連続生産することができる。図４に、本発明のプリフォームの製造方法の一例を説明するための断面模式図を示す。まず、固定用樹脂２の両面に離型フィルム１を備えたロール状の樹脂付きフィルム３ｂを２つ準備する。
次に、一方の樹脂付きフィルム３ｂの片面の離型フィルム１を除去し、ロール状態から繰り出されたドライ繊維織物４と圧着させ、プリフォーム５ａを得る。次に、プリフォーム５ａの他の面の離型フィルム１を巻き取る。このようにして固定用樹脂２を有する第２のドライ繊維織物が得られる。
並行して、もう一方の樹脂付きフィルム３ｂ（図４の下側）の片面の離型フィルム１を除去し、ロール状態から繰り出されたドライ繊維織物４と圧着させ、離型フィルム１付きの固定用樹脂２を有する第１のドライ繊維織物（プリフォーム５ａ）を得る。
そして、第１のドライ繊維織物（プリフォーム５ａ）に第２のドライ繊維織物を積層する。得られたプリフォーム積層体５ｂをロールプレスで加圧（１０ｋｇｆ／ｃｍ２）し、離型フィルム面を切断機に真空吸着した後、目的の形状に切断する。ロールプレスで加圧（１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度）しているため、板厚が薄い、すなわち繊維含有率の高い繊維強化プラスチックとなるプリフォームが得られる。
＜ドライ繊維織物と固定用樹脂との関係＞
図５に、ドライ繊維織物４とドット状の固定用樹脂２ａとの関係を示す。繊維強化プラスチック成形体を製造する際に液状の熱硬化性樹脂の含浸を妨げないようにするため、ドット状の固定用樹脂２ａの面積は、ドライ繊維織物４の繊維４１が疎な部分４１ａより小さいことが好ましい。また、ドライ繊維織物と固定用樹脂との密着性や機械的強度の安定性の観点から、ドット状の固定用樹脂２ａの配列ピッチは、規則性があり、かつドライ繊維織物のピッチよりも大きいことが好ましく、ドライ繊維織物のピッチの整数倍でないことがより好ましい。
図５に、ドライ繊維織物４とドット状の固定用樹脂２ａとの関係を示す。繊維強化プラスチック成形体を製造する際に液状の熱硬化性樹脂の含浸を妨げないようにするため、ドット状の固定用樹脂２ａの面積は、ドライ繊維織物４の繊維４１が疎な部分４１ａより小さいことが好ましい。また、ドライ繊維織物と固定用樹脂との密着性や機械的強度の安定性の観点から、ドット状の固定用樹脂２ａの配列ピッチは、規則性があり、かつドライ繊維織物のピッチよりも大きいことが好ましく、ドライ繊維織物のピッチの整数倍でないことがより好ましい。
たとえば、繊維径：７μｍ、目付量：２１０ｇ／ｍ２、たて、よこ密度：３．２７本／２５ｍｍ、繊維織物のピッチ：７．６ｍｍ、繊維幅は６．８５ｍｍ、繊維の疎な部分が、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの平織りクロスでは、ドットの直径は、０．７５ｍｍ以下が好ましい。しかし、この値は、樹脂付きフィルムの状態ではなく、ドライ繊維織物に固定用樹脂を圧着したときの状態、すなわち、つぶれた状態であることが好ましい。そのため、樹脂付きフィルムの状態でのドットの直径は、圧着したときの状態でのドット径のさらに１／４〜１／３が好ましい。
また、ドライ繊維織物と固定用樹脂との密着性や機械的強度の安定性の観点から、ドット状の固定用樹脂２ａの配列ピッチは、規則性があり、かつドライ繊維織物のピッチよりも大きいことが好ましく、ドライ繊維織物のピッチの整数倍でないことがより好ましい。
繊維織物のピッチが７．６ｍｍの場合、ドット状の固定用樹脂の配列ピッチは、７．６ｍｍ以上の整数倍でない値が好ましい。この場合、さらに好ましくは、賦型時の繊維ピッチの広がりを考慮し、繊維織物のピッチ７．６ｍｍに、さらに疎な部分０．７５ｍｍを足した値、すなわち８．３５ｍｍが好ましい。このようにすることで、繊維織り物と固定用樹脂の配列ピッチが一致するエリアを最小にでき、かつピッチ間隔もその範囲で最小となるため、最大のタック性が得られる。
ただし、図６（ａ）に示すように、ドット状の固定用樹脂２ａの面積が、ドライ繊維織物４の繊維４１が疎な部分４１ａよりも大きい場合でも、熱風処理することで固定用樹脂２ａの粘度を低下させ、図６（ｂ）に示すように、固定用樹脂２ａに樹脂含浸のための隙間を生じさせることができる。このときの熱風処理は、成形型への賦型が完了し、真空吸引により繊維が固定された後に実施することが好ましい。
ドット状の固定用樹脂は、未硬化、あるいは半硬化状態であるため、加熱処理により粘度が低下する。そのため、疎な部分にあった膜状の固定用樹脂は、毛細管現象によって、繊維に浸透する。このようにすることで、液状の熱硬化性樹脂の流路を確保することができる。
図７に、ドライ繊維織物４と線状の固定用樹脂２ｂとの関係を示す。繊維４１の隙間を塞がないようにするため、線状の固定用樹脂２ｂの幅は、好ましくは繊維４１のピッチより小さく、より好ましくは繊維４１の幅よりも小さい。繊維幅が６．８５ｍｍの場合、ドット同様に、圧着したときの状態を考慮すると、樹脂付きフィルムの状態での線幅は、繊維幅６．８５ｍｍの１／４〜１／３が好ましい。
また、線状の固定用樹脂２ｂの配置方向は、繊維の方向と異なることが好ましい。例えば、ドライ繊維織物が平織クロスである場合、繊維の方向と線状の固定用樹脂の配置方向とのなす角θは、０°、４５°、９０°以外の傾きであることが好ましい。
また、複数のドライ繊維織物４からなる積層体においては、図８に示すように、線状の固定用樹脂２ｂの位置が各ドライ繊維織物４の間で異なることが好ましい。
このように、上記固定用樹脂は、後述の液状の熱硬化性樹脂がドライ繊維織物に含浸するのを妨げなることがない。また、あらかじめプリフォーム積層体を作製しておくことで、全ての固定用樹脂付きドライ繊維織物を１枚ずつ、成形型上で賦型する必要がなくなる。なお、必要な部分に必要な量だけ固定用樹脂を適宜使用することもできる。
＜繊維強化プラスチックの製造方法＞
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法は、上記のプリフォームの離型フィルムを剥がしながら、成形型に固定用樹脂を介して前記プリフォームを固定する賦型工程と、
成形型に固定されたプリフォーム中のドライ繊維織物に、液状の熱硬化性樹脂を含浸する含浸工程と、
液状の熱硬化性樹脂および固定用樹脂を硬化させることにより、繊維強化プラスチック成形体を形成する硬化工程と、
成形型から繊維強化プラスチック成形体を脱型する脱型工程と
をこの順で備える。
本発明の繊維強化プラスチックの製造方法は、上記のプリフォームの離型フィルムを剥がしながら、成形型に固定用樹脂を介して前記プリフォームを固定する賦型工程と、
成形型に固定されたプリフォーム中のドライ繊維織物に、液状の熱硬化性樹脂を含浸する含浸工程と、
液状の熱硬化性樹脂および固定用樹脂を硬化させることにより、繊維強化プラスチック成形体を形成する硬化工程と、
成形型から繊維強化プラスチック成形体を脱型する脱型工程と
をこの順で備える。
図９、図１０を用いて、繊維強化プラスチック成形体の製造方法の一例を説明する。まず、図９に示すように、表面がテフロン（登録商標）コーティング７で離型された成形型６を準備し、成形型６にプリフォーム積層体５ｂを固定用樹脂２を介して接触させ、固定する。このようにすると、ドライ繊維織物４は、固定用樹脂２により、成形型６表面のテフロン（登録商標）コーティング７に対しても固定され、重力で位置がずれることがない。
次に、図１０に示すように、プリフォーム積層体５ｂの上に、ピールプライ８、フローメディア９を配置し、全体をバギングフィルム１０で覆い、密閉する。このとき、密閉空間の端部２箇所にテフロン（登録商標）チューブ１０１ａ，１０１ｂを設けておき、バルブで栓をするとともに、テフロン（登録商標）チューブ１０１ａは真空ポンプと接続し、テフロン（登録商標）チューブ１０１ｂを樹脂タンクに接続しておく。
次に、真空ポンプを動作し、バギングフィルム１０で密閉された空間を減圧する。密閉空間が減圧された後に、樹脂タンク側のテフロン（登録商標）チューブ１０１ｂのバルブを開き、液状の熱硬化性樹脂１１を、減圧された密閉空間に吸引させる。液状の熱硬化性樹脂１１は、目の粗いフローメディア９を介して広がりつつ、ドライ繊維織物４内に含浸する。液状の熱硬化性樹脂１１が真空ポンプ側のテフロン（登録商標）チューブ１０１ａに達したら、樹脂供給側のテフロン（登録商標）チューブ１０１ｂのバルブを閉める。
次に、液状の熱硬化性樹脂１１がゲル化するまで放置する。その後、真空ポンプとの接続を取り外し、オーブン等でアニールすることにより、液状の熱硬化性樹脂１１と固定用樹脂２とを共に完全硬化させる。最後に、ピールプライ８と繊維強化プラスチックの界面、成形型６と繊維強化プラスチックの界面で分離し、繊維強化プラスチックを得る。
液状の熱硬化性樹脂１１は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの低粘度の熱硬化性樹脂であれば、特に限定されないが、好ましくはビニルエステル樹脂である。
上記固定用樹脂の硬化条件は、液状の熱硬化性樹脂の硬化条件と差がないことが好ましい。固定用樹脂が、同一樹脂骨格中に（メタ）アクリロイル基とエポキシ基の両方を有するビニルエステル樹脂であって、エポキシ基のみが反応した半硬化状態の樹脂であり、上記液状の熱硬化性樹脂がビニルエステル樹脂である場合、上記硬化工程において、固定用樹脂と液状の熱硬化性樹脂とを同時に硬化させることができる。これにより、製造工程を省略でき、製造効率を向上できる利点がある。
上記硬化工程は、段階的な硬化工程を踏むステップキュアで行われることが好ましい。ステップキュアは、前段階の処理（プリキュア：Precure）と、後工程の処理（アフターキュア：Aftercure、ポストキュア：Postcure）からなる。プリキュアは、熱硬化樹脂の硬化における前処理段階であり、最終強度を得ない程度に硬化が行われ、安定形状の形成のみを主目的とする。一般的にはガラス転移点を僅かに下回る温度にて予備硬化が行われる。アフターキュアは、最終強度を得るための硬化段階であり、一般にプリキュアより高温・長時間の環境にて行われる。硬化工程をこのようなステップキュアで行うことにより、熱膨張・収縮などにより膨張係数の異なる接着界面へ起きる影響を、最小限に抑えることができる。
前記液状の熱硬化性樹脂のアフターキュア時に、前記固定用樹脂が完全硬化されることが好ましい。これは、樹脂の未硬化による強度低下を防ぐためである。
なお、図１１に示すように、樹脂付きフィルム３は、ピールプライ８やフローメディア９などの副資材を、固定する工程にも使用することができる。さらに、軽量・高剛性のサンドイッチ構造を形成する際に必要な発泡コア材１３を、ドライ繊維織物４上に固定する工程や、発泡コア材１３にドライ繊維織物４を固定する工程にも使用することができる。なお、インナーメディア１２は、サンドイッチ構造を一体成形するためのフローメディアであり、成形体に残るものである。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 離型フィルム、２，２ａ，２ｂ 固定用樹脂、３ 樹脂付きフィルム、４ ドライ繊維織物、４１ 繊維束、５，５ａ プリフォーム、５ｂ プリフォーム積層体、６ 成形型、７ テフロン（登録商標）コーティング、８ ピールプライ、９ フローメディア、１０ バギングフィルム、１１ 液状の熱硬化性樹脂、１２ インナーメディア、１３
発泡コア材、１０１ａ，１０１ｂ テフロン（登録商標）チューブ。
発泡コア材、１０１ａ，１０１ｂ テフロン（登録商標）チューブ。
Claims (13)
- ドライ繊維織物（４）と樹脂付きフィルム（３）とを備えた繊維強化プラスチック成形体の製造用のプリフォーム（５）の製造方法であって、
前記樹脂付きフィルム（３）は、離型フィルム（１）と、その片面に固定された、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂（２）とを含み、
ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記ドライ繊維織物（４）の表面に、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記樹脂付きフィルム（３）を前記固定用樹脂（２）を介して固定することで、離型フィルム（１）および固定用樹脂（２）を有する第１のドライ繊維織物（４）を得る第１の工程と、
別途、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記ドライ繊維織物（４）の表面に、ロール状に巻かれた状態から繰り出された前記樹脂付きフィルム（３）を前記固定用樹脂（２）を介して固定し、
前記ドライ繊維織物（４）に圧着された樹脂付きフィルム（３）から、前記離型フィルム（１）を剥離することで、固定用樹脂（２）を有する１つ以上の第２のドライ繊維織物（４）を得る第２の工程と、
前記第１のドライ繊維織物（４）の固定用樹脂（２）が固定されていない面に、前記第２のドライ繊維織物（４）の固定用樹脂（２）を介して前記第２のドライ繊維織物（４）を積層する積層工程とを備える、プリフォーム（５）の製造方法。 - さらに、前記プリフォーム（５）の前記離型フィルム（１）側の面を、切断機に真空吸着させた後、目的の形状に切断する切断工程を含む、請求項１に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- 前記プリフォーム（５）は、ロールプレスを用いて予め大気圧以上の圧力で加圧されている、請求項１に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- 前記固定用樹脂（２）がドット状であり、各々のドットの面積が、前記ドライ繊維織物（４）の繊維同士が重ならない疎な部分の各々の面積よりも小さい、請求項１に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- ドット状の前記固定用樹脂（２）のピッチが、前記ドライ繊維織物（４）の繊維のピッチよりも大きく、かつ、前記ドライ繊維織物（４）を構成する繊維のピッチの整数倍でない、請求項４に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- ドット状の前記固定用樹脂（２）を加熱処理することにより、ドット状の前記固定用樹脂（２）の面積を、前記ドライ繊維織物（４）の繊維同士が重ならない疎な部分の面積よりも小さくする工程を含む、請求項４に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- 前記固定用樹脂（２）の少なくとも一部が線状である、請求項１に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- 線状の前記固定用樹脂（２）の幅が、前記ドライ繊維織物（４）を構成する繊維のピッチよりも小さい、請求項７に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- 線状の前記固定用樹脂（２）の配置方向と前記ドライ繊維織物（４）を構成する繊維の方向とのなす角度が４５°以外である、請求項７に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- 前記第１のドライ繊維織物（４）および前記第２のドライ繊維織物（４）の各々の間で、線状の前記固定用樹脂（２）の位置が異なる、請求項７に記載のプリフォーム（５）の製造方法。
- 請求項１に記載のプリフォーム（５）の前記離型フィルム（１）を剥がしながら、成形型に固定用樹脂（２）を介して前記プリフォーム（５）を固定する賦型工程と、
前記成形型（６）に固定された前記プリフォーム（５）中の前記ドライ繊維織物（４）に、液状の熱硬化性樹脂を含浸する含浸工程と、
前記液状の熱硬化性樹脂および前記固定用樹脂（２）を硬化させることにより、繊維強化プラスチック成形体を形成する硬化工程と、
前記成形型（６）から前記繊維強化プラスチック成形体を脱型する脱型工程と
をこの順で備える、繊維強化プラスチック成形体の製造方法。 - 前記賦型工程はさらに、離型フィルム（１）と、その片面に付着された、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂（２）とを含む、ロール状に巻かれた樹脂付きフィルム（３）を用いて、ピールプライ（８）および／またはフローメディア（９）を固定用樹脂（２）が付着したドライ繊維織物（４）上に固定する工程を含む、請求項１１に記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
- 前記繊維強化プラスチック成形体は、前記ドライ繊維織物（４）の間に発泡コア材を有し、
離型フィルム（１）と、その片面に付着された、室温でタック性を有する半硬化状態の熱硬化性樹脂を含む固定用樹脂（２）とを含む、ロール状に巻かれた樹脂付きフィルム（３）を用いて、前記ドライ繊維織物（４）と前記発泡コア材（１３）とを圧着する工程を含む、請求項１１に記載の繊維強化プラスチック成形体の製造方法。
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