エフ・アール・ピー・サービス株式会社
強化繊維素材への液状樹脂浸透性測定装置の開発
提案技術のポイント
Wet Outを含む樹脂浸透性測定装置を開発・製品化
→より信頼性の高い浸透係数を計測することにより、シュミレーションの精度向上を実現する
→試作・検証サイクルの簡略化を併せ実現する
→より信頼性の高い浸透係数を計測することにより、シュミレーションの精度向上を実現する
→試作・検証サイクルの簡略化を併せ実現する
効果
・樹脂浸透性評価手段の確立
・CAEシュミレーションの精度向上
・試作回数の低減（コスト貢献）
・CAEシュミレーションの精度向上
・試作回数の低減（コスト貢献）
従来技術
１） 空間にミクロな繊維が分散し、さらにその組織が方向性を持ち繊維が束になっている部分と空間が開いている部分とが存在する、RTM成形における樹脂流動（パーミアビリティ）の流れは非常に複雑で、これまで流れの先端にのみ注目した流れの把握が主たるものであった。従来の浸透性評価はフローフロントにだけ注目しているため、気泡や含侵不良などの成形初期欠陥を無視して流れだけに注目している。
２） 繊維のプリフォームには繊維の方向、積層順序、繊維パターン（形態）、Ｖｆなどを考慮した非常に多くの組合せが考えられる。
３） 基本的特性として各繊維形態における基礎データの収集が必要で、それらの組合せによるプリフォームの作成に重要である。
４） 繊維とともにマトリックス樹脂の特性（主として粘度）及び繊維と樹脂の相性（濡れ性）の組合せも含浸には重要である。
５） 従来の樹脂浸透測定装置は、圧力測定、誘電率測定などによる樹脂流動先端部の到着をもって流動完成としているが、必ずしもこれで浸透が終了しているわけではない。
６） ＦＲＰの基本は単繊維のレベルまで樹脂が含浸され、接着されていることが重要で、成形時に生じる欠陥（含浸不良、気泡の巻き込み）が製品の強度や疲労など、寿命やばらつきに関係し、品質を左右するものと考える。
２） 繊維のプリフォームには繊維の方向、積層順序、繊維パターン（形態）、Ｖｆなどを考慮した非常に多くの組合せが考えられる。
３） 基本的特性として各繊維形態における基礎データの収集が必要で、それらの組合せによるプリフォームの作成に重要である。
４） 繊維とともにマトリックス樹脂の特性（主として粘度）及び繊維と樹脂の相性（濡れ性）の組合せも含浸には重要である。
５） 従来の樹脂浸透測定装置は、圧力測定、誘電率測定などによる樹脂流動先端部の到着をもって流動完成としているが、必ずしもこれで浸透が終了しているわけではない。
６） ＦＲＰの基本は単繊維のレベルまで樹脂が含浸され、接着されていることが重要で、成形時に生じる欠陥（含浸不良、気泡の巻き込み）が製品の強度や疲労など、寿命やばらつきに関係し、品質を左右するものと考える。
新技術
１） RTM（VARTM）の成形方法を再現する構造の試験装置を考案・開発し、樹脂浸透性に影響を与える因子（樹脂粘度、繊維表面の接触角、繊維形態、繊維含有量等）を含浸行程として表現されるウエットアウトとウエットスルーの各行程に着目して研究を進める。
２）プリフォームにおける繊維の組合せについては、各種の形態の異なる繊維を用い、積層構成・枚数を変えることにより、様々なケースの組合せを検証する。
３） ２）の検証を重ねることにより、基礎データの蓄積を測り、プリフォーム作成の資料とする。
４） 樹脂の特性及び繊維と樹脂の相性に対する検証としては、粘度の異なる樹脂、表面処理の異なる繊維を各種用い、検証する。
５） １）の試験装置とは別に、キャピラリーフローとチャンネルフローによるウエットアウトとウエットスルーを評価する方法を開発し、１）の試験装置での検証データと合せてデータの蓄積を進め、経験・勘・度胸に頼らないRTM成形の実現を目指す。
６） この開発において、フローフロントにとどまらず、流れをウエットアウト、ウエットスルーの観点から、繊維束の中の流れ、繊維束の外の流れ、積層を貫通する流れに注目してそれらの測定を行うとともに、数値解析と合わせて最適な測定手法の開発に取り組む。
また、ウエットアウトのレベルをコントロールする手法を見出して、内部欠陥と強度あるいは疲労特性との関係を明らかにして、RTM成形技術の普及に寄与したい。
７） 測定の手法は様々な手法を用いて最適な手法を選択する予定で、ビデオなどの可視化手法も取り入れている。
２）プリフォームにおける繊維の組合せについては、各種の形態の異なる繊維を用い、積層構成・枚数を変えることにより、様々なケースの組合せを検証する。
３） ２）の検証を重ねることにより、基礎データの蓄積を測り、プリフォーム作成の資料とする。
４） 樹脂の特性及び繊維と樹脂の相性に対する検証としては、粘度の異なる樹脂、表面処理の異なる繊維を各種用い、検証する。
５） １）の試験装置とは別に、キャピラリーフローとチャンネルフローによるウエットアウトとウエットスルーを評価する方法を開発し、１）の試験装置での検証データと合せてデータの蓄積を進め、経験・勘・度胸に頼らないRTM成形の実現を目指す。
６） この開発において、フローフロントにとどまらず、流れをウエットアウト、ウエットスルーの観点から、繊維束の中の流れ、繊維束の外の流れ、積層を貫通する流れに注目してそれらの測定を行うとともに、数値解析と合わせて最適な測定手法の開発に取り組む。
また、ウエットアウトのレベルをコントロールする手法を見出して、内部欠陥と強度あるいは疲労特性との関係を明らかにして、RTM成形技術の普及に寄与したい。
７） 測定の手法は様々な手法を用いて最適な手法を選択する予定で、ビデオなどの可視化手法も取り入れている。
技術の展開・連携
- 開発進度
-
試作・実験段階
（2021年3月完了予定 進捗状況20％）
- 知的財産権
- 無し
- 共同研究者（役割）
- 非開示
- 活用例
- 耐久性を含む信頼性が担保された成形手段の確立
- 技術課題・制約
- ＜制約＞ 国内においての研究・取組事例の無さ
＜ビジネスプラン＞ 測定機製品化
- 必要な連携先
- 諸実験・諸試験が多面的に行える「学」「官」「産」との連携
- 技術のWEBサイト
- http://www.w-i-t.co.jp/products/prepreg.html
シーズの問合せ先
- 部署・担当者
- Ｒ＆Ｄセンター・センター長 山本 浩也
- 住所
- 〒550-0011 大阪府 大阪市西区阿波座１丁目１５番９号
- 連絡先
-
TEL:06-6535-1952
お問い合わせフォーム
企業・機関概要
- 所在地
- 〒550-0011 大阪市西区阿波座１丁目１５番９号
- 連絡先
-
TEL:06-6535-0796
FAX:06-6535-0796
- 資本金・従業員数等
- 1億5,000万円・50人
- 生産品目
- 各種ＦＲＰ成形品
- 主要取引先
- 海外拠点
- 東南アジア各国に自社及び合弁工場展開
- 認証取得
- 海外工場にて各々複数認証取得
- 企業・機関のWEBサイト
- http://www.frp.co.jp/
更新日：2019年9月19日