特開 2023-33240 複合材料の成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023033240

(43)【公開日】2023-03-09

(54)【発明の名称】複合材料の成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 43/52 20060101AFI20230302BHJP

   C08J 5/24 20060101ALI20230302BHJP

   B29C 43/12 20060101ALI20230302BHJP

   B29C 70/06 20060101ALI20230302BHJP

   B29C 70/44 20060101ALI20230302BHJP

【ＦＩ】

B29C43/52

C08J5/24 CER

C08J5/24 CEZ

B29C43/12

B29C70/06

B29C70/44

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022134750

(22)【出願日】2022-08-26

(31)【優先権主張番号】110131955

(32)【優先日】2021-08-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】518305565

【氏名又は名称】臺灣塑膠工業股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】周 建旭

(72)【発明者】

【氏名】梁 智翔

(72)【発明者】

【氏名】▲黄▼ 龍田

【テーマコード（参考）】

4F072

4F204

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F072AA07

4F072AB10

4F072AB22

4F072AD08

4F072AD23

4F072AG03

4F072AG17

4F072AH31

4F072AJ04

4F072AK14

4F204AA36

4F204AC03

4F204AD16

4F204AR12

4F204FA01

4F204FA13

4F204FB01

4F204FG09

4F204FN11

4F204FN15

4F204FN17

4F204FQ15

4F204FQ37

4F204FQ40

4F205AA36

4F205AC03

4F205AD16

4F205AR12

4F205HA09

4F205HA25

4F205HA33

4F205HA35

4F205HA45

4F205HB01

4F205HK03

4F205HK04

4F205HK05

4F205HK31

(57)【要約】

【課題】複合材料の成形方法を提供する。
【解決手段】本発明の複合材料の成形方法は、被圧着部品を、ガス遮断部品の中に置き、且つ２枚の圧着板の間に設けるステップと、その後、被圧着部品のプリプレグ部品の位置に対応し、板部材を置くステップと、熱プレスを行うステップと、続いて、冷却ステップを行い、複合材料を製造できるステップと、を含む。様々な応用の需要を満たすことができるように、製造された複合材料の寸法は、容易に調整される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プリプレグ部品と、
少なくとも１つの寸法制御部品と、
圧着方向に垂直な平面において、前記プリプレグ部品を取り囲み、吐出通路を有し、前記プリプレグ部品と前記少なくとも１つの寸法制御部品との間に設けられるシール部品と、を含む被圧着部品を、ガス遮断部品の中に置き、且つ上圧着板と下圧着板との間に設けるステップと、
前記プリプレグ部品の位置に対応し、板部材を前記ガス遮断部品と前記上圧着板との間に置くステップと、
前記上圧着板と前記下圧着板によって熱プレスを行うステップと、
複合材料を製造するように、冷却を行うステップと、を含む複合材料の成形方法。

【請求項2】

前記シール部品の高さは、前記プリプレグ部品の高さ以上である請求項１に記載の複合材料の成形方法。

【請求項3】

前記吐出通路の幅は、２～２０センチである請求項１に記載の複合材料の成形方法。

【請求項4】

前記吐出通路は、前記圧着方向に垂直な方向に沿って前記シール部品を貫通する請求項１に記載の複合材料の成形方法。

【請求項5】

前記少なくとも１つの寸法制御部品の数は偶数個であり、且つ、前記少なくとも１つの寸法制御部品のそれぞれは、他方に対向して設けられる請求項１に記載の複合材料の成形方法。

【請求項6】

前記少なくとも１つの寸法制御部品のそれぞれの高さは、前記複合材料と前記板部材の高さの総和に等しい請求項１に記載の複合材料の成形方法。

【請求項7】

前記圧着方向に沿って、前記プリプレグ部品の投影範囲は前記板部材の投影範囲に完全に収まっている請求項１に記載の複合材料の成形方法。

【請求項8】

前記圧着方向に沿って、前記被圧着部品の投影範囲は前記上圧着板の圧着領域に位置する請求項１に記載の複合材料の成形方法。

【請求項9】

前記上圧着板、前記下圧着板及び前記板部材の表面粗さは、２５～７５ｎｍである請求項１に記載の複合材料の成形方法。

【請求項10】

前記複合材料の気孔率は１％以下である請求項１～９のいずれか１項に記載の複合材料の成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合材料及びその成形方法に関し、特に、複数の厚さの仕様に容易に製造できる複合材料及びその成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

様々な応用の要求を満たすために、材料科学の研究は盛んに発展している。しかしながら、応用の高度発展に伴い、材料の性質に対する要求も厳しくなってきている。これに基づき、複数種の材料をブレンドして、各材料の特性を組み合わせた複合材料が極力開発されている。また、炭素繊維材料は、軽量と良好な機械的性質（例えば強度とモジュラスなど）を有するため、複合材料の補強材としてよく用いられる。

【0003】

複合材料は、一般的に液状成形方式（例えば樹脂トランスファー成形（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ；ＲＴＭ）、真空補助ＲＴＭ又は樹脂注入（Ｒｅｓｉｎ Ｉｎｆｕｓｉｏｎ；ＲＩ）など）、加圧成形方式（例えば熱プレス機）、スプレー・ハンドレイアップ方式（Ｈａｎｄ ａｎｄ Ｓｐｒａｙ ｌａｙ－ｕｐ）方式及びオートクレーブ成形などの方法で形成され得る。また、熱プレス機成形が高い操作利便性と効率を有するが、オートクレーブ成形で製造された複合材料は良好な性質と品質を有する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、熱プレス機成形は金型で製造された複合材料の寸法を調整するため、複合材料の寸法が大きいほど、必要な金型も調整して拡大する必要があり、よって重い重量を有し、さらにプロセスの利便性を低下させる。なお、異なる仕様の複合材料を作製しようとするとき、使用する金型を交換する必要もあり、オペレーターが金型を持ち運ぶリスクを増やす。オートクレーブ成形の装置が複雑であるため、装置温度の昇降に多くの時間がかかり、複合材料の製造コストを向上させる。また、オートクレーブ成形は高温高圧のパラメータ条件によって複合材料を製造するため、そのシステムは高い不安定性を有し、よって、高い環境危険性を有する。

【0005】

上述に鑑み、従来の異なる寸法の仕様の複合材料を容易に製造できない欠陥を改善するために、複合材料及びその成形方法の提供が急務となっている。

【0006】

そこで、本発明の一態様は、上述に鑑みてなされたものであり、その目的は、板部材及び寸法制御部品を設けることにより、様々な厚みの仕様の複合材料を容易に製造することができる複合材料の成形方法を提供することにある。

【0007】

本発明の別の態様は、前記の成形方法により製造された複合材料を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様の複合材料の成形方法によれば、プリプレグ部品と、少なくとも１つの寸法制御部品と、圧着方向に垂直な平面において、プリプレグ部品を取り囲み、吐出通路を有し、プリプレグ部品と少なくとも１つの寸法制御部品との間に設けられるシール部品と、を含む被圧着部品を、ガス遮断部品の中に置き、且つ上圧着板と下圧着板との間に設けるステップと、その後、プリプレグ部品の位置に対応し、板部材をガス遮断部品と上圧着板との間に置くステップと、続いて、上圧着板と下圧着板によって熱プレスを行うステップと、熱プレスステップの後、冷却ステップを行って、複合材料を製造できるステップと、を含む。

【0009】

本発明の幾つかの実施例によれば、前記シール部品の高さは、プリプレグ部品の高さ以上である。

【0010】

本発明の幾つかの実施例によれば、前記吐出通路の幅は、２～２０センチである。

【0011】

本発明の幾つかの実施例によれば、前記吐出通路は、前記圧着方向に垂直な方向に沿ってシール部品を貫通する。

【0012】

本発明の幾つかの実施例によれば、前記寸法制御部品の数は偶数個であり、且つ、寸法制御部品のそれぞれは、他方に対向して設けられる。

【0013】

本発明の幾つかの実施例によれば、前記寸法制御部品のそれぞれの高さは、複合材料と板部材の高さの総和に等しい。

【0014】

本発明の幾つかの実施例によれば、前記圧着方向に沿って、プリプレグ部品の投影範囲は板部材の投影範囲に完全に収まっている。

【0015】

本発明の幾つかの実施例によれば、前記圧着方向に沿って、被圧着部品の投影範囲は上圧着板の圧着領域に位置する。

【0016】

本発明の幾つかの実施例によれば、前記上圧着板、前記下圧着板及び前記板部材の表面粗さは、２５～７５ｎｍである。

【0017】

本発明の別の態様によれば、前記の成形方法により製造された複合材料の気孔率は１％以下である。
（発明の効果）

【0018】

本発明の複合材料及びその成形方法は応用され、要求を満たすように、寸法制御部品及び板部材を設けることにより、製造された複合材料の寸法を容易に制御する。次に、機械的性質の需要を考慮に入れるために、本発明の被圧着部品は、プリプレグ部品を取り囲むシール部品を含むことで、熱プレスステップの際に、樹脂材料の流出率を効果的に制御することができる。これにより、本発明の製造方法は、寸法の要求と機械的性質を両立する複合材料を効果的に製造することができる。また、寸法制御部品及び／又は板部材を調整することにより、製造された複合材料の寸法に対する制御を容易に達成することができるため、熱プレス装置は、追加の修正を必要とせずに、異なる仕様の複合材料の製造に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

本発明の実施例及びそのメリットをより完全に理解するために、対応する図面と併せて、以下の説明を参照する。強調しなければならないのは、様々な特徴は、比例に基づいて描かれておらず、図示の目的だけである。関連する図面について、以下に説明する。

【図1】本発明の幾つかの実施例による複合材料の製造方法を示すフローチャートである。

【図2A】本発明の幾つかの実施例による被圧着部材を示す模式的斜視図である。

【図2B】本発明の幾つかの実施例によるシール部品をそれぞれ示す模式的側面図である。

【図2C】本発明の幾つかの実施例によるシール部品をそれぞれ示す模式的側面図である。

【図2D】本発明の幾つかの実施例による被圧着部材を示す模式的斜視図である。

【図3A】本発明の幾つかの実施例による熱プレスステップを行う前の、熱プレス装置を示す模式的断面図である。

【図3B】本発明の幾つかの実施例による熱プレスステップを行った後の、熱プレス装置を示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施例の製造及び使用を詳細に論じる。しかしながら、実施例は、多種多様な特定のコンテンツにおいて実施され得る多くの適用可能な創作概念を提供することを理解されたい。論じられる特定の実施例は、単に説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するためのものではない。

【0021】

本発明の幾つかの実施例による複合材料の製造方法を示すフローチャートである図１を参照する。操作１１０に示すとおり、方法１１０は、被圧着部品をガス遮断部品の中に置き、且つ上圧着板と下圧着板との間に設けることである。

【0022】

本発明の幾つかの実施例による被圧着部材を示す模式的斜視図である図２Ａを参照する。被圧着部品２００ａは、プリプレグ部品２１０、シール部品２２０及び寸法制御部品２３１ａ、２３３ａを含む。ｘ－ｙ平面において、シール部品２２０はプリプレグ部品２１０を取り囲み、且つ、プリプレグ部品２１０と寸法制御部品２３１ａ、２３３ａとの間に設けられる。シール部品２２０は、吐出通路２２１ａを有してもよい。

【0023】

プリプレグ部品２１０は、樹脂材料を含浸させた繊維材料であってもよい。幾つかの実施例において、プリプレグ部品２１０は、例えば、樹脂材料を含浸させた複数層の繊維布で形成された積層体であってもよい。幾つかの具体的な例において、繊維材料は、人工繊維材料、天然繊維材料及び／又は他の適切な繊維材料を含んでよいが、これらに限定されず、樹脂材料は、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂（ｖｉｎｙｌｅｓｔｅｒ ｒｅｓｉｎ；ＶＥ）、ビスマレイミド（ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ；ＢＭＩ）、フェノール樹脂及び／又は他の適当な熱硬化型樹脂材料を含んでよいが、これらに限定されない。例えば、繊維材料は、例えば、炭素繊維材料であってもよく、一方向（ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ；ＵＤ）繊維及び織布（例えば３Ｋ、６Ｋ、１２Ｋ、２４Ｋと４８Ｋ織布）であってもよい。

【0024】

シール部品２２０は、力を受けて圧縮変形可能な材料である。シール部品２２０の形状は、特に限定されず、プリプレグ部品２１０を取り囲むことができればよい。図２Ａに示すように、プリプレグ部品２１０のｘ－ｙ平面における投影形状は四角形であり、且つシール部品２２０は方形枠であるが、本発明はこれらに限定されなく、他の実施例において、プリプレグ部品２１０のｘ－ｙ平面における投影形状は、応用の需要を満たすように任意の形状であってもよいが、シール部品２２０は依然として方形枠であってもよく、又はシール部品２２０はプリプレグ部品２１０の外形に応じて変化する枠体であってもよい。

【0025】

シール部品２２０の吐出通路２２１ａの設置位置は特に制限されず、シール部品２２０を貫通して、後続の熱プレスステップで押し出された余分な材料の吐出を可能できればよい。幾つかの実施例において、吐出通路２２１ａの幅Ｗは、２～２０センチであってもよく、好ましくは２～１０センチである。吐出通路２２１ａの幅が上記範囲であると、上記の余分な材料を容易に吐出することができる。図２Ａにおいて、吐出通路２２１ａの設置により、シール部品２２０は連続的な枠体ではないが、本発明はこれに限定されない。他の実施例において、本発明の幾つかの実施例によるシール部品をそれぞれ示す模式的側面図である図２Ｂ及び図２Ｃを参照すると、シール部品２２０の吐出通路２２１ｂは円形通路（例えば図２Ｂ）であってもよく、又は吐出通路２２１ｃはシール部品２２０の側壁底面に設けられたトレンチ構造（例えば図２Ｃ）である。幾つかの実施例において、好適な吐出効果を得るために、それに、シール部品２２０が圧力を受ける時に変形するので、シール部品２２０とプリプレグ部品２１０との間の間隔は、０～５センチであってもよく、好ましくは０～２センチである。

【0026】

図２Ａを継続して参照する。寸法制御部品２３１ａ、２３３ａは、ともに、圧力を受けて変形しないものである。なお、圧力を受けて変形しないこととは、材料が後続の熱プレスステップで加えられる圧力を受けても、その寸法が変化しないことを意味する。幾つかの具体的な例において、寸法制御部品２３１ａ、２３３ａは、金属材料、高分子材料、及び／又は他の適切な材料で作製される。幾つかの具体的な例において、製造しようとする複合材料の寸法に基づき、寸法制御部品２３１ａ、２３３ａの寸法誤差は、０．０２センチ以下に制御しなければならない。寸法制御部品２３１ａ、２３３ａの設置により、後続の熱プレスステップを行うときに、製造された複合材料の寸法を容易に調整及び制御することができる。幾つかの実施例において、寸法制御部品２３１ａ、２３３ａ以外に、被圧着部品２００ａは他の寸法制御部品を追加的に含むことができるが、好適な熱プレス効果を得るために、これらの追加的に設けられた寸法制御部品の数は偶数個であり、且つ寸法制御部品のぞれぞれは、他の寸法制御部品に対してプリプレグ部品２１０の反対側に設けられる（例えば、寸法制御部品２３１ａ、２３３ａの設置方式）。同様に、シール部品２２０と寸法制御部品２３１ａ、２３３ａとの間隔は、０～５センチであってもよく、好ましくは０～２センチである。

【0027】

ｚ軸方向において、シール部品２２０の高さは、プリプレグ部品２１０の高さ以上である。好ましくは、シール部品２２０の高さは、プリプレグ部品２１０の高さより高い。その次、シール部品２２０の高さは、寸法制御部品２３１ａ、２３３ａの高さより高い。

【0028】

本発明の幾つかの実施例による被圧着部材を示す模式的斜視図である図２Ｄを参照する。被圧着部品２００ｂの配置は、被圧着部品２００ｂがシール部品２２０を取り囲む寸法制御部品２３０ｂを含むこと以外は、被圧着部品２００ａの配置とほぼ同じである。

【0029】

図１、図２Ａ及び本発明の幾つかの実施例による熱プレスステップを行う前の、熱プレス装置を示す模式的断面図である図３Ａを同時に参照する。操作１１０を行う際、被圧着部品２００ａをガス遮断部品３１０の中に置き、且つ上圧着板３２０ａと下圧着板３２０ｂとの間に設ける。ガス遮断部品３１０の材料は、特に限定されず、ガスを効果的に遮断することができるとともに、後続の熱プレスステップを行っている間に、割れや損傷しないものであればよい。幾つかの具体的な例において、ガス遮断部品３１０は、真空バッグであってもよい。被圧着部品２００ａをガス遮断部品３１０に置くとき、製造された複合材料の表面に望ましくない筋目を有することを回避するために、ガス遮断部品３１０は、平坦でかつ直接プリプレグ部品２１０の上面と下面に接触し、また熱プレス効果を向上させるために、ガス遮断部品３１０も平坦でかつ直接シール部品２２０と寸法制御部品２３１ａ、２３３ａの上面と下面に接触する。後続の熱プレスステップの圧着効果を向上させるために、ｚ軸方向（すなわち熱プレスステップの圧着方向３００ａ）に沿って、被圧着部品２００ａの投影範囲は、上圧着板３２０ａの圧着領域に位置する。

【0030】

操作１１０を行った後、操作１２０に示すとおり、プリプレグ部品２１０の位置に対応して、板部材３３０を置く。好適な熱プレス効果を得るように、圧着方向３００ａに沿って、プリプレグ部品２１０の投影範囲は完全に板部材３３０の投影範囲に収まっている。換言すれば、プリプレグ部品２１０の上面全体を板部材３３０で覆うことができる。好ましくは、圧着方向３００ａに沿って、板部材３３０はプリプレグ部品２１０に対応する投影範囲を有する。後続で製造される複合材料の寸法が要求を満たすことができないことを回避するために、圧着方向３００ａに沿って、シール部品２２０の投影範囲は板部材３３０の投影範囲と重ならない。幾つかの実施例において、後続で製造された複合材料に非平面的な表面輪郭を持たせるために、板部材３３０の下面と下圧着板３２０ｂの上面は、選択的に、この表面輪郭に対応する表面起伏を有してもよく、及び／又は、追加の部品を下圧着板３２０ｂの上面に設けることで、複合材料の表面が非平面的な表面輪郭を有する。なお、説明しなければならないのは、部品を追加設置する場合、依然として複合材料の寸法に対する要求を同時に考慮する必要がある。

【0031】

接続するための熱プレスステップを行う前には、プリプレグ部品２１０の高さＨ₁₁は、シール部品２２０の高さＨ₂₁より低く、シール部品２２０の高さＨ₂₁は、寸法制御部品２３１ａ、２３３ａの高さＨ₃より高く、受圧変形のないシール部品２２０は幅Ｗ₁を有する。幾つかの実施例において、シール部品２２０が熱プレスステップの際に変形することを許容するために、シール部品２２０とプリプレグ部品２１０との間に間隔空間２２０ａを有し、且つシール部品２２０と寸法制御部品２３１ａ、２３３ａとの間に間隔空間２２０ｂも有する。

【0032】

幾つかの実施例において、操作１２０を行った後、選択的に排気ステップを行うことができ、これにより、ガス遮断部品３１０内のガスを排除し、ガス遮断部品３１０のプリプレグ部品２１０、シール部品２２０及び寸法制御部品２３１ａ、２３３ａに対する平坦性を向上させる。同時に、プリプレグ部品２１０における余分な樹脂材料の一部は、シール部品２２０の吐出通路２２１ａ（図２Ａ）から吐出することができる。

【0033】

図１、図３Ａ及び本発明の幾つかの実施例による熱プレスステップを行った後の、熱プレス装置を示す模式的断面図である図３Ｂを同時に参照する。操作１２０を行った後、操作１３０～操作１５０に示すとおり、熱プレスステップと冷却ステップを行って、複合材料３４０を製造する。熱プレスステップを行う際には、上圧着板３２０ａが寸法制御部品２３１ａ、２３３ａに当接するまで、上圧着板３２０ａを圧着方向３００ａに沿って押し下げ、板部材３３０を介してプリプレグ部品２１０を押し下げて、さらに未冷却の複合材料３４０を形成する。幾つかの実施例において、製造された複合材料３４０の表面品質を向上させるために、上圧着板３２０ａ、下圧着板３２０ｂ及び板部材３３０の表面粗さは、２５～７５ｎｍであってもよく、好ましくは２５～５０ｎｍである。幾つかの具体的な例において、上圧着板３２０ａ及び下圧着板３２０ｂは、ＳＫＤ系、ＳＵＳ系及び／又はＳＣＭ系の鋼材からなってもよいが、板部材３３０はアルミニウム金属からなってもよい。熱プレスステップで加えられた高温の熱エネルギーにより、プリプレグ部品２１０における樹脂材料に流動性を持たせることができるので、上圧着板３２０ａを押し下げることにつれて、余分な樹脂材料をシール部品２２０の吐出通路２２１ａ（図２Ａ）から吐出することができ、また樹脂材料の流動により、材料内の気泡を一括して持ち出すことができ、製造された複合材料３４０の気孔を小さくしてその品質を向上させる。また、余分な樹脂材料及び気孔を排除することが可能となるため、本発明の製造方法は高圧ガスを使用する必要がなく、且つ製造された複合材料３４０はさらに加工ステップを行うことなく応用要求を満たすことができ、且つ優れた表面品質と機械的性質を有する。

【0034】

熱プレスステップを行う前及びその行っている間に、プリプレグ部品２１０の高さＨ₁₁がシール部品２２０の初期高さＨ₂₁よりも低いため、樹脂材料が吐出通路２２１ａのみから流出することができ他の箇所から溢れ出ることはなく、そのため、樹脂材料の総流出率を容易に調整及び制御することができ、製造された複合材料３４０の特性を調整する。

【0035】

次に、上圧着板３２０ａに加えられた圧力はシール部品２２０の変形を促進することもでき、そのため、圧力を受けたシール部品２２０は低い高さＨ₂₂と広い幅Ｗ₂を有する。プリプレグ部品２１０と寸法制御部品２３１ａ、２３３ａの位置は変動しないため、シール部品２２０の変形に伴い、熱プレスステップを行う前の場合に比べて、間隔空間２２０ａ及び間隔空間２２０ｂはいずれも縮小する。シール部品２２０の受圧変形に基づき、吐出通路２２１ａ（図２Ａ）も変形により閉鎖され、そのため流動性を有する樹脂材料がさらに流失せず、製造された複合材料３４０の品質及び機械的性質を維持することができる。幾つかの実施例において、本発明の製造方法１００において、樹脂材料の総流出率は２０％以下である。樹脂材料の総流出率が２０％以下であると、後続で製造された複合材料３４０はより適切な繊維含有量を有して、応用に要求される寸法の仕様及び機械的性質を同時に満たすことができる。

【0036】

上圧着板３２０ａが寸法制御部品２３１ａ、２３３ａに当接すると、上圧着板３２０ａをそれ以上押し下げることができないので、寸法制御部品２３１ａ、２３３ａの高さＨ₃から板部材３３０の高さＨ₄を差し引いた高さは製造された複合材料３４０の高さＨ₁₂となる。換言すれば、板部材３３０の高さＨ₄を調整することにより、本発明の製造方法１００は異なる寸法の仕様の複合材料３４０を容易に製造することができる。

【0037】

前記の冷却ステップは、上圧着板３２０ａの加圧状態を維持し、未冷却の複合材料３４０を７０℃以下まで降温し、さらに型を取り外して、複合材料３４０を得ることができる。幾つかの具体的な例において、本発明で製造された複合材料３４０は、５３％～６３％の繊維材料を含んでよく、且つその気孔率が１％以下であり、機械的性質の変動係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ；ＣＶ）が５％以下である。これらの具体的な例において、複合材料３４０が６０％の繊維材料を含む場合、一般モジュラス（３６ｍｓｉ）の複合材料３４０の引張強度は２１００ＭＰａ以上であり、中モジュラス（４２ｍｓｉ）の複合材料３４０の引張強度は２２００ＭＰａ以上である。

【0038】

以下、実施例によって本発明の応用を説明するが、それは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、様々な変更や修正を加えることができる。

【0039】

調製例１

【0040】

まず、ビニル系樹脂からなる３Ｋ編成プリプレグとＵＤ繊維プリプレグによって積層作業を行って、積層体を得た。続いて、積層体、シーラントストリップ及び２枚の寸法制御シートを含む被圧着部品を真空バッグの中に置き、且つこの被圧着部品を鏡面圧着鉄板の中央領域に置いた。寸法制御シートはそれぞれ積層体の反対側に置かれ、且つ対応する両側に位置し、シーラントストリップはいずれも積層体と寸法制御シートとの間に位置した。次に、シーラントストリップと積層体との間、及びシーラントストリップと隣接する寸法制御シートとの間隔は、いずれも、独立して３～２０センチであってもよい。続いて、真空バッグ内のガスを除去することで、真空バッグに被圧着部品を平貼りさせた。積層体の位置に応じて、アルミニウム板を置き、且つ真空引きの状態で、樹脂の硬化特性により、２枚の鏡面圧着鉄板で熱プレスステップを行った。熱プレスステップを行った後、鏡面圧着鉄板の加圧状態を保持し、冷却ステップを行って、７０℃以下まで降温した。型を取り外した後、調製例１の複合材料を得た。

【0041】

調製例２～調製例１４

【0042】

調製例２～調製例１４は、プリプレグの樹脂材料とその種類を変更する以外は、調製例１の複合材料と同じ製造方法を使用した。調製例２は、エポキシ樹脂からなる３Ｋ編成プリプレグとＵＤ繊維プリプレグによって積層体を形成し、調製例３は、エポキシ樹脂からなるＵＤ繊維プリプレグによって多角度（例えば０度、９０度、＋４５度と－４５度）の積層を行い、調製例４は、エポキシ樹脂からなるＵＤ繊維プリプレグによって単一角度の積層を行った。

【0043】

実施例１

【0044】

実施例１は、前記の調製例２の方法によってガラス転移温度が１５０℃の複合材料を製造し、熱プレスステップの温度が１５０℃であり、圧力が７．５キログラムであり、時間が６０分間である。製造された複合材料に対して、さらに延伸、曲げ及び圧縮等の機械的性質のテストを行い、その測定結果の変動係数はいずれも５％以下に制御することができる。また、複合材料の気孔率は０．３７％であった。

【0045】

実施例２～実施例７

【0046】

実施例２は、前記の調製例２の方法によってガラス転移温度が１８０℃の複合材料を製造し、熱プレスステップの温度が１８０℃であり、圧力が７．５キログラムであり、時間が１２０分間である。製造された複合材料の延伸、曲げ及び圧縮等の機械的性質の変動係数はいずれも５％以下に制御することができ、且つその気孔率は０．２９％であった。

【0047】

実施例３は、前記の調製例３の方法によってガラス転移温度が１８０℃の複合材料を製造し、熱プレスステップの温度が１８０℃であり、圧力が７．５キログラムであり、時間が１８０分間である。製造された複合材料に対して、さらにノッチなし（ｕｎｎｏｔｃｈｅｄ）の延伸及び圧縮等の機械的性質のテストを行い、その変動係数はいずれも５％以下に制御することができ、気孔率は０．４０％であった。

【0048】

実施例４は、前記の調製例３の方法によってガラス転移温度が１８０℃の複合材料を製造し、熱プレスステップの温度が１８０℃であり、圧力が５．０キログラムであり、時間が１８０分間である。製造された複合材料に対して、さらに開孔（ｏｐｅｎ ｈｏｌｅ）の圧縮テストを行い、その変動係数はいずれも３％以下に制御することができ、気孔率は０．３５％であった。

【0049】

実施例５は、前記の調製例４の方法によってガラス転移温度が１５０℃の複合材料を製造し、熱プレスステップの温度が１５０℃であり、圧力が２．５キログラムであり、時間が３０分間である。製造された複合材料の延伸、曲げ及び短梁等の機械的性質の変動係数はいずれも５％以下に制御することができ、且つ気孔率は０．２３％であった。また、短梁の機械的性質は、米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ＡＳＴＭ）Ｄ２３４４号の標準方法で測定された。

【0050】

実施例６は、前記の調製例４の方法によってガラス転移温度が１８０℃の複合材料を製造し、熱プレスステップの温度が１８０℃であり、圧力が５．０キログラムであり、時間が１８０分間である。製造された複合材料の延伸、曲げ及び短梁等の機械的性質の変動係数はいずれも５％以下に制御することができ、且つ気孔率は０．２５％であった。

【0051】

実施例７は、前記の調製例４の方法によってガラス転移温度が１５０℃の複合材料を製造し、熱プレスステップの温度が１５０℃であり、圧力が５．０キログラムであり、時間が６０分間である。製造された複合材料の延伸、曲げ及び短梁等の機械的性質の変動係数はいずれも４％以下に制御することができ、且つ気孔率は０．１９％であった。

【0052】

これにより、本発明の製造方法は、寸法制御部品の寸法を調整することにより、製造された複合材料の寸法を容易に調整することができる。なお、本発明の製造方法は、シール部品の吐出通路により余分な樹脂材料の流出率を制御することができ、且つ同時に樹脂材料の流動により材料内の気孔を一括して排除し、これにより、寸法の要求を満たす上で、複合材料に適切な機械的性質を持たせて、応用の要求を満たす。また、ガス遮断部品の配置により、本発明の製造方法は離型剤を使用する必要がなく、プロセスの利便性を向上させコストを低減させることができる。

【0053】

以上、本発明を実施形態で上述のように開示するが、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、様々な変更及び修正を行うことができ、従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって定義されたものを基準とすべきである。

【符号の説明】

【0054】

１００ 方法
１１０、１２０、１３０、１４０、１５０ 操作
２００ａ、２００ｂ 被圧着部品
２１０ プリプレグ部品
２２０ シール部品
２２０ａ、２２０ｂ 間隔空間
２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ 吐出通路
２３０ｂ、２３１ａ、２３３ａ 寸法制御部品
３００ａ 方向
３１０ ガス遮断部品
３２０ａ、３２０ｂ 圧着板
３３０ 板部材
３４０ 複合材料
Ｈ₁₁、Ｈ₁₂、Ｈ₂₁、Ｈ₂₂、Ｈ₃、Ｈ₄ 高さ
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ 幅

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】