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繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法 NEW コモンズ

国内特許コード P170014640
整理番号 DP1752
掲載日 2017年10月24日
出願番号 特願2016-047929
公開番号 特開2017-159605
出願日 平成28年3月11日(2016.3.11)
公開日 平成29年9月14日(2017.9.14)
発明者
  • 藤井 透
  • 大窪 和也
  • 大谷 龍平
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法 NEW コモンズ
発明の概要 【課題】補修効果の高いCFRTP等の繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法を提供することを目的としている。
【解決手段】補強長繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂材の損傷部を補修する繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法であって、熱可塑性樹脂と微細繊維を含む補修材を前記損傷部に沿わせた状態で、繊維強化熱可塑性樹脂材と、補修材を真空バッグ内に入れ、真空バッグ内を周囲の雰囲気より減圧状態にして、前記繊維強化熱可塑性樹脂材の母材樹脂と、前記補修材の熱可塑性樹脂を再溶融させるようにした。
【選択図】 図6
従来技術、競合技術の概要


軽量かつ高強度である炭素繊維を強化材として機能させた,炭素繊維強化熱硬化性樹脂(以下、「CFRP」と記す)は、その軽量性と優れた力学特性から、航空宇宙分野だけでなく、一般産業分野において広く使用されている。また、今後もCFRPの市場規模は拡大すると予測されている(非特許文献1,2参照)。
しかしながら,CFRPは成形に要する設備や経費がかさむこと、成形に多くの経験が必要であることなどの問題があり、構造部材として使用するには費用の面から制約を受ける。



これを克服するために、炭素繊維強化熱可塑性樹脂(以下、「CFRTP」と記す)が開発されている。すなわち、CFRTPは、安価で品質の良い部品を製造できる可能性がある(非特許文献3,4参照)。
一方、CFRTPを構造部材に適用する際に,事故等によって構造に損傷を生じた後,修理をどのように行うかが重要となる(非特許文献5,6参照)が、複合材構造の修理は金属構造の場合と比べて複雑であり、損傷の発見やその後の修理には高度な技術が要求される(非特許文献7~10参照)。



例えば、破壊の初期段階においては熱溶融による補修、繊維に大きな損傷を有する破壊の中期後期段階においては損傷部にパッチを熱溶着させる方法が有効であることが示唆されている(非特許文献5,11,12参照)。
また、繊維強化プラスチック(FRP)は強化繊維シートの積層により成形され、層間強度は弱く、衝撃などの外力によるき裂が発生しやすい。そして、一度き裂や層間剥離が発生してしまうと、剛性や強度などの力学特性が劣化する(非特許文献13,14参照)。

産業上の利用分野


本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
補強長繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂材の損傷部を補修する繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法であって、
熱可塑性樹脂と微細繊維を含む補修材を前記損傷部に沿わせた状態で、前記繊維強化熱可塑性樹脂材の母材樹脂と、前記補修材の熱可塑性樹脂を再溶融させる工程を備える繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法。

【請求項2】
損傷部に補修材を沿わせた状態で、繊維強化熱可塑性樹脂材と補修材を真空バッグ中に入れ、真空バッグ内を減圧状態にして前記繊維強化熱可塑性樹脂材の母材樹脂と、前記補修材の熱可塑性樹脂を再溶融させる請求項1に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法。

【請求項3】
損傷部に補修材を沿わせた状態で、少なくとも補修材と繊維強化熱可塑性樹脂材の補修材の周縁部を可撓性および気密性を有する被覆材で気密状態に被覆した状態で、この被覆部内を減圧状態にして前記繊維強化熱可塑性樹脂材の母材樹脂と、前記補修材の熱可塑性樹脂を再溶融させる請求項1に記載の繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法。

【請求項4】
熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂からなる群より選ばれる請求項1~請求項3のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料。

【請求項5】
微細繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、セルロース繊維、鉱物繊維からなる群より選ばれた少なくとも一種である請求項1~請求項4のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料。

【請求項6】
補強長繊維が炭素繊維、熱可塑性樹脂がポリプロピレン、微細繊維がガラス繊維である請求項1~請求項5のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂材の補修方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016047929thum.jpg
出願権利状態 公開
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