JP6668675B2 - 繊維強化樹脂成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)硬化前の繊維強化樹脂を高熱伝導性部材に固定する第1工程。
(2)マイクロ波を照射して上記繊維強化樹脂を加熱及び硬化させる第2工程。
(1)硬化前の繊維強化樹脂を高熱伝導性部材に固定する工程(第1工程)。
(2)マイクロ波を照射して上記繊維強化樹脂を加熱及び硬化させる工程(第2工程)。
(2)マイクロ波を照射して上記繊維強化樹脂を加熱及び硬化する工程(第2工程)。
(3)上記高熱伝導性部材を硬化した繊維強化樹脂から分離する工程(第3工程)。
高熱伝導性部材とは、固定されている(接触している)繊維強化樹脂よりも熱伝導率が高い部材を意味する。好ましくは、高熱伝導性部材は、金属部材である。金属部材とは、材質が金属の部材を意味する。
熱伝導率は、熱伝導において、媒質中に温度勾配がある場合にその勾配に沿って運ばれる熱流束の大きさを規定する物理量である。本願における熱伝導率の単位は、W/(m・k)である。
(1)試料の表面(照射面)及び裏面に黒化材(カーボンスプレー)を塗布する。
(2)パルスレーザー光を試料の表面(照射面)に照射し、時間と試料温度との関係を示す温度履歴曲線を得る。
(3)温度上昇量θmの逆数から比熱Cpを求める。比熱Cpは次式により算出される。なお、Qは試料に加えられた熱量(パルス光エネルギー)であり、Mは試料の質量である。
Cp = Q/(M・θm)
(4)パルス状のレーザーの照射によって加熱された試料の裏面(照射面とは反対側の面)における温度応答を、ハーフタイム法で解析することにより、熱拡散率αを求める。
(5)次式により、熱伝導率λを算出する。熱伝導率λは、比熱Cp、熱拡散率α及び試料の密度ρの積で算出される
λ = α・Cp・ρ
図1に示すようなマンドレル100とプリプレグ200とを用意した。マンドレル100の外径は13.2mmであった。マンドレル100の材質は、炭素鋼であった。この炭素鋼の熱伝導率は、50W/(m・k)であった。プリプレグ200として、三菱レイヨン社製の「TR350C−100S」及び東レ社製の「P805S−3」が用いられた。プリプレグ200は、これらの市販のプリプレグを所定の寸法にカットすることにより得た。「TR350C−100S」及び「P805S−3」を所定の寸法にカットした後、これらを貼り合わせた。
マンドレルの材質をステンレス鋼に変更した他は実施例1と同様にして、実施例2における各地点の温度を測定した。このステンレス鋼の熱伝導率は、20W/(m・k)であった。実施例2におけるマイクロ波の照射時間と表面温度との関係を示すグラフが図5に示される。
マンドレルの材質をPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)に変更した他は実施例1と同様にして、比較例における各地点の温度を測定した。このPTFEの熱伝導率は、0.2W/(m・k)であった。比較例におけるマイクロ波の照射時間と表面温度との関係を示すグラフが図6に示される。
200・・・プリプレグ
300・・・FRP巻回体
Claims (2)
- 硬化前の繊維強化樹脂を高熱伝導性部材に固定する第1工程と、
マイクロ波を照射して上記繊維強化樹脂を加熱及び硬化させる第2工程と、
を含む繊維強化樹脂成形体の製造方法であって、
上記高熱伝導性部材が、金属部材のマンドレルであり、
上記第1工程において、上記繊維強化樹脂が上記マンドレルに巻き付けられ、
上記マンドレルの熱伝導率が50W/(m・k)以上であり、
上記マンドレルに固定された硬化前の上記繊維強化樹脂の厚みが1mm以下であり、
上記第2工程では、上記マンドレルをその軸方向が鉛直方向になるようにして、上方から上記マイクロ波が照射される製造方法。 - 硬化前の上記繊維強化樹脂の体積がV(mm 3 )とされ、上記第1工程における繊維強化樹脂と上記マンドレルとの接触面積がS(mm 2 )とされるとき、S/Vが0.15以上10以下である請求項1に記載の製造方法。
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