纖維增強塑料、電梯用整風罩和纖維增強塑料的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使樹脂含浸于纖維織物的纖維增強塑料、由纖維增強塑料構成的電梯用整風罩(整風力—)和纖維增強塑料的制造方法。
【背景技術】
[0002]作為輕質、高強度的原材料，纖維增強塑料(FRP:Fiber Reinforced Plastics)在各種產業領域中受到關注。近年來，作為低價地制造風車的葉片、航空器部件或船等的比較大形的纖維增強塑料成型體的方法，被稱為真空含浸成型法(VaRTM:Vacuum assist ResinTransfer Molding)的制造方法在廣泛地普及。該真空含浸成型法具有如下等的特征:不需要高壓釜(壓力釜)等的大型的設備，大型結構物的一體成型容易，以及有機溶劑的揮發少，作業環境好。
[0003]以往，已知具有以下的纖維增強塑料的制造方法:在成型模上以將內介質(4 y
7)配置于纖維織物之間的方式將多個纖維織物與多個內介質交替地進行層疊的纖維織物內介質層疊工序；然后在最上層的纖維織物將可剝保護層進行層疊的可剝保護層層疊工序；然后在可剝保護層將流動介質進進行層疊的流動介質層疊工序；將真空栗的空氣抽吸口和樹脂罐的樹脂注入口安裝于成型模、用裝袋膜將全體覆蓋、用密封劑將裝袋膜的周圍粘接于成型模的安裝工序；和通過由真空栗產生的空氣的抽吸來使裝袋膜內成為了真空狀態后，從樹脂罐將樹脂注入的真空含浸工序(例如，參照專利文獻1)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2009-248552號公報
【發明內容】
[0007]發明要解決的課題
[0008]但是，在該方法中，在制造一個目標的纖維增強塑料時，需要規定的面積的可剝保護層、流動介質和裝袋膜的一整套，樹脂固化后廢棄，因此存在制造效率差這樣的問題。另夕卜，平面形狀的可剝保護層、流動介質和裝袋膜各自難以形成曲面形狀，其結果，存在纖維增強塑料的制造效率差這樣的問題。
[0009]本發明提供可以使制造效率提高的纖維增強塑料及其制造方法。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發明涉及的纖維增強塑料具備:具有第1纖維織物和含浸于第1纖維織物的第1纖維織物用樹脂的第1纖維增強塑料層；具有樹脂擴散介質和樹脂擴散介質用樹脂、重疊于第1纖維增強塑料層的樹脂流動層；具有第2纖維織物和含浸于第2纖維織物的第2纖維織物用樹脂、以在與第1纖維增強塑料層之間配置樹脂流動層的方式重疊于樹脂流動層的第2纖維增強塑料層；具有粒徑為20 μ m以上且50 μ m以下的無機填料和無機填料用樹月旨、以在與樹脂流動層之間配置第2纖維增強塑料層的方式重疊于第2纖維增強塑料層的無機填料層，第1纖維織物用樹脂、樹脂擴散介質用樹脂、第2纖維織物用樹脂和無機填料用樹脂各自由彼此相同的組成構成，相互一體地形成。
[0012]發明的效果
[0013]根據本發明涉及的纖維增強塑料，具備:具有第1纖維織物和含浸于第1纖維織物的第丨纖維織物用樹脂的第1纖維增強塑料層；具有樹脂擴散介質和樹脂擴散介質用樹脂、重疊于第1纖維增強塑料層的樹脂流動層；具有第2纖維織物和含浸于第2纖維織物的第2纖維織物用樹脂、以在與第1纖維增強塑料層之間配置樹脂流動層的方式重疊于樹脂流動層的第2纖維增強塑料層；具有粒徑為20 μm以上且50 μm以下的無機填料和無機填料用樹脂、以在與樹脂流動層之間配置第2纖維增強塑料層的方式重疊于第2纖維增強塑料層的無機填料層，第1纖維織物用樹脂、樹脂擴散介質用樹脂、第2纖維織物用樹脂和無機填料用樹脂各自由彼此相同的組成構成，相互一體地形成，因此在將目標的纖維增強塑料進行成型時，不需要可剝保護層、流動介質和裝袋膜。其結果，可以使纖維增強塑料的制造效率提尚。
【附圖說明】
[0014]圖1為表示本發明的實施方式1涉及的纖維增強塑料的剖面圖。
[0015]圖2為表示圖1的第1纖維增強塑料層的放大圖。
[0016]圖3為表示圖1的樹脂流動層的放大圖。
[0017]圖4為表示圖1的無機填料層的放大圖。
[0018]圖5為表示圖1的第2纖維增強塑料層和無機填料層的放大圖。
[0019]圖6為表示圖1的纖維增強塑料的制造方法中的賦型工序的示意圖。
[0020]圖7為表示圖1的纖維增強塑料的制造方法中的附著工序的示意圖。
[0021]圖8為表示圖1的纖維增強塑料的制造方法中的裝袋工序的示意圖。
[0022]圖9為表示圖1的纖維增強塑料的制造方法中的樹脂含浸工序的示意圖。
[0023]圖10為表示圖1的纖維增強塑料的制造工序中的脫模工序及除去工序的示意圖。
[0024]圖11為表示本發明的實施方式1涉及的纖維增強塑料的變形例的剖面圖。
[0025]圖12為表示本發明的實施方式2涉及的電梯用整風罩的透視圖。
【具體實施方式】
[0026]實施方式1.
[0027]圖1為表示本發明的實施方式1涉及的纖維增強塑料的剖面圖。在圖中，纖維增強塑料1具備第1纖維增強塑料層2、樹脂流動層3、第2纖維增強塑料層4和無機填料層5。將樹脂流動層3重疊于第1纖維增強塑料層2。將第2纖維增強塑料層4以與第1纖維增強塑料層2之間配置樹脂流動層3的方式重疊于樹脂流動層3。將無機填料層5以與樹脂流動層3之間配置第2纖維增強塑料層4的方式重疊于第2纖維增強塑料層4。換言之，將第1纖維增強塑料層2、樹脂流動層3、第2纖維增強塑料層4和無機填料層5依次層置。
[0028]圖2為表示圖1的第1纖維增強塑料層2的放大圖。第1纖維增強塑料層2具有第1纖維織物21和含浸于第1纖維織物21的樹脂(第1纖維織物用樹脂)22。作為第1纖維織物21，例如可列舉碳纖維、玻璃纖維、寸^ 口 y纖維、少7°歹一纖維等的織物。在本例中，使用了纖維直徑為7 μπι的碳纖維。第2纖維增強塑料層4形成與第1纖維增強塑料層2同樣的構成，具有第2纖維織物41和含浸于第2纖維織物41的樹脂(第2纖維織物用樹脂)42。
[0029]圖3為表示圖1的樹脂流動層3的放大圖。樹脂流動層3具有內介質(樹脂擴散介質)31和浸入了內介質31的樹脂(樹脂擴散介質用樹脂)32。流動介質是用于使樹脂擴散的副材料，由于從纖維增強塑料1中除去.廢棄，因此對材質并無特別限定，而內介質同樣具有使樹脂擴散的功能，且在制品中作為增強基材殘留、發揮功能，因此作為內介質31，只要是流動阻力小的材料，則并無特別限定，與尼龍等的熱塑性樹脂制相比，優選作為增強纖維的玻璃纖維或碳纖維。
[0030]圖4為表示圖1的無機填料層5的放大圖。無機填料層5具有多個無機填料51和無機填料51進入其中的樹脂(無機填料用樹脂)52。作為無機填料51，并無特別限定，與碳酸鈣、二氧化硅、氧化鋁等相比，從阻燃性的觀點出發，優選氫氧化鋁、三氧化銻或它們的混合物等。
[0031]無機填料51的平均粒徑優選比第2纖維織物41的纖維直徑(系徑)大。在無機填料51的粒徑比第2纖維織物41的纖維直徑小的情況下，后述的有機硅袋62 (圖8)與第2纖維織物41相接。一般地，第2纖維織物41的纖維直徑為10 μ m以下，因此無機填料51的平均粒徑優選為第2纖維織物41的纖維直徑的2倍即20 μπι以上。
[0032]另外，無機填料51的平均粒徑優選為50 μπι以下。是因為:在無機填料51的粒徑比50 μ m大的情況下，由于無機填料51的自重，從有機娃袋62 (圖7)脫落，作為結果，有機硅袋62與第2纖維織物41相接的部分增大。
[0033]在該例中，作為無機填料51，使用平均粒徑為27 μ m的氫氧化鋁。
[0034]樹脂22、樹脂32、樹脂42和樹脂52各自由彼此相同的組成構成、相互一體地形成。作為樹脂22、樹脂32、樹脂42和樹脂52，只要是環氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂等的低粘度的樹脂，則并無特別限定，但優選常溫下可固化的乙烯基酯樹脂。
[0035]圖5為表示圖1的第2纖維增強塑料層4和無機填料層5的放大圖。第2纖維織物41被無機填料層5覆蓋，沒有露出。無機填料51沒有從位于樹脂52中的第2纖維增強塑料層4側的相反側的表面53突出。
[0036]在制造多個纖維增強塑料1的情況下，制造了成型模后，只進行1次制造有機硅袋62的工序，只反復進行規定次數的成型纖維增強塑料1的工序。對于這些構成分別說明。首先，對纖維增強塑料1的制造方法進行說明。首先，圖6為表示圖1的纖維增強塑料1的制造方法中的賦型工序的示意圖。首先，在用特氟隆(注冊商標)涂覆被脫模了的成型模(鋁制、厚3_)61上重疊2片第1纖維織物21。層疊方向為纖維增強塑料1的厚度方向。接著，在第1纖維織物21上重疊內介質31。然后，在內介質31上重疊2片第2纖維織物41。通過以上，賦型工序完成。
[0037]圖7為表示圖1的纖維增強塑料1的制造方法中的附著工序的示意圖。賦型工序之后，使無機填料51附著于以規定的形狀形成了的有機硅袋62。具體地，首先，使無機填料51附著于海綿(未圖示)，從該海綿使無機填料51轉印于有機硅袋62 (附著工序)。在有機硅袋62形成曲面，構成有機硅袋62的有機硅具有使雜質(例如灰塵等)吸附的性質，因此可以不使用粘接劑、粘結劑等地適度且容易地使無機填料51附著于有機硅袋62。予以說明，也可以通過使無機填料51附著于成型模61 (圖6)來將無機填料層5層疊于第1纖維增強塑料層2和第2纖維增強塑料層4這兩者。
[0038]圖8為表示圖1的纖維增強塑料1的制造方法中的裝袋工序的示意圖。附著工序之后，將真空栗的空氣抽吸口 63和樹脂罐的樹脂注入口 64安裝于成型模61，以無機填料51與第2纖維織物41對置的方式有機硅袋62與成型模61 —起將第1纖維織物21、內介質31和第2纖維織物41覆蓋。接著，以空氣不從成型模61與有機硅袋62之間泄漏的方式使有機硅袋62的周圍密合于成型模61 (裝袋工序)。作為使有機硅袋62密合于成型模61的方法，一般使用被稱為密封劑的粘合劑，但由于構成有機娃袋62的有機娃具有脫模性，因此使用密封劑使成型模61與有機硅袋62之間成為真空是困難的。因此，優選使用有機硅粘接劑而使0型環形狀的有機硅制的阻塞材料65粘接于成型模61，使用框66而得到有機硅袋62與阻塞材料65的密合。
[0039]圖9為表示圖1的纖維增強塑料1的制造方法中的樹脂含浸工序的示意圖。在裝袋工序之后，驅動真空栗而使成型模61與有機硅袋62之間的密閉空間