説明

光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法及び光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板

【課題】繊維強化複合材積層板の成形時だけでなく成形完了後の実際の使用時における光ファイバの折損を確実に防止することができ、繊維強化複合材積層板の荷重履歴を正確にモニタリングし得る光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法及び光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板を提供する。
【解決手段】プリプレグを積層しつつ内部に光ファイバを埋め込み(埋込工程A)、弾性樹脂製枠部材によりプリプレグの外周端部を整合させ、切欠部に光ファイバの取出部が収まって保護されるよう光ファイバを弾性樹脂製枠部材に支持せしめ(整合保護工程B)、プリプレグを定盤の上に載置し、その周囲をシール材で取り囲み、バッグフィルムを覆い被せ真空引きし(吸引工程C)、プリプレグを加熱・加圧成形して積層板とし(成形工程D)、弾性樹脂製枠部材の光ファイバを支持する部分を少なくとも端部保護材として残すよう切除する(切除工程E)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法及び光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、CFRP(Carbon fiber reinforced plastics)やGFRP(Glass fiber reinforced plastics)等の繊維強化複合材積層板は軽量で且つ強度面で優れているので、橋梁、航空機、船舶、プラント等の構造物といった各種分野で広く使用されている。
【0003】
しかし、前記繊維強化複合材積層板は、成形中に内部応力が発生するため、該内部応力の発生のメカニズムを解明したり、前記内部応力を低減する成形法を開発することを目的として、歪みセンサとしての光ファイバを埋め込んだ繊維強化複合材積層板が製造されている。
【0004】
従来の場合、前記繊維強化複合材積層板の内部に光ファイバを埋め込む際には、該繊維強化複合材積層板における光ファイバの取り出し端縁部で、該光ファイバが折損することを防ぐために、光ファイバ保護用の金属製スリーブや樹脂製チューブ等を前記繊維強化複合材積層板の端部に埋め込むことが行われていた。
【0005】
しかしながら、前記繊維強化複合材積層板の成形工程には、積層したプリプレグをオートクレーブ等の加熱炉に入れて圧力を加える工程があるため、仮に光ファイバの取出部をスリーブ等で保護しても、光ファイバが折損する可能性は依然として残っていた。
【0006】
尚、前記光ファイバの折損を防止するための光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第3897511号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前記特許文献1に開示されたものにおいては、積層したプリプレグ間の空気を除去して互いに密着させるための真空引きに必要となるシール材に対し、前記光ファイバをその取出部が支持されるように載置しているため、繊維強化複合材積層板の成形時における光ファイバの折損を防止することは確かに可能となっている。
【0009】
しかしながら、前記シール材は、繊維強化複合材積層板の成形完了後、取り除かれる部材であり、前記繊維強化複合材積層板の曲げ試験等を行う際には、前記光ファイバの取出部を保護するものが存在しなくなるため、該光ファイバが折れ曲がったりすることは避けられず、誤信号を拾ってしまう可能性も高く、繊維強化複合材積層板の荷重履歴を正確にモニタリングすることは困難となっていた。
【0010】
本発明は、斯かる実情に鑑み、繊維強化複合材積層板の成形時だけでなく成形完了後の実際の使用時における光ファイバの折損を確実に防止することができ、繊維強化複合材積層板の荷重履歴を正確にモニタリングし得る光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法及び光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、繊維に樹脂を含浸させた半硬化状態のプリプレグを積層しつつ内部に光ファイバを埋め込む埋込工程と、
該埋込工程でプリプレグ間に埋め込まれた光ファイバの取出部を収めるための切欠部が形成された弾性樹脂製枠部材により、前記積層したプリプレグの外周端部を整合させると共に、該弾性樹脂製枠部材の切欠部に光ファイバの取出部が収まって保護されるよう該光ファイバを前記弾性樹脂製枠部材に支持せしめる整合保護工程と、
該整合保護工程で外周端部が整合されたプリプレグを定盤の上に載置すると共に、該プリプレグの周囲をシール材で取り囲み、該シール材及び前記プリプレグにバッグフィルムを覆い被せ、該バッグフィルム内を真空引きする吸引工程と、
該吸引工程で真空引きされたプリプレグを加熱・加圧成形して積層板とする成形工程と、
該成形工程で加熱・加圧成形された積層板の弾性樹脂製枠部材の光ファイバを支持する部分を少なくとも端部保護材として残し、それ以外の弾性樹脂製枠部材の部分を切除する切除工程と
を有することを特徴とする光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法にかかるものである。
【0012】
又、本発明は、繊維に樹脂を含浸させた半硬化状態のプリプレグを積層し加熱・加圧成形され且つ内部に光ファイバが埋め込まれた積層板と、
該積層板を成形する際に、積層したプリプレグの外周端部を整合させると共に、切欠部に前記光ファイバの取出部が収まって保護されるよう該光ファイバを支持せしめる弾性樹脂製枠部材を利用し、該弾性樹脂製枠部材の光ファイバを支持する部分以外の部分を切除することによって形成された端部保護材と
を備えたことを特徴とする光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板にかかるものである。
【0013】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【0014】
プリプレグ間に埋め込まれた光ファイバの取出部を収めるための切欠部が形成された弾性樹脂製枠部材により、積層したプリプレグの外周端部を整合させると共に、該弾性樹脂製枠部材の切欠部に光ファイバの取出部が収まって保護されるよう該光ファイバを前記弾性樹脂製枠部材に支持せしめるため、繊維強化複合材積層板の成形時に光ファイバが折損する心配はなく、しかも、該光ファイバの折損を防止することが可能となることにより、繊維強化複合材積層板を製造する上での歩留りも向上することとなる。
【0015】
更に、前記繊維強化複合材積層板の成形中には、プリプレグからマトリックス樹脂が流出して弾性樹脂製枠部材の切欠部に流れ込み、該マトリックス樹脂により光ファイバが弾性樹脂製枠部材に対して接着されるため、前記繊維強化複合材積層板の成形完了後、該繊維強化複合材積層板の曲げ試験等を行う際には、前記光ファイバの取出部は、弾性樹脂製枠部材の光ファイバを支持する部分以外の部分を切除することによって形成された端部保護材に確実に保護される形となり、これにより、該光ファイバが折れ曲がったりすることが避けられ、誤信号を拾ってしまう可能性もなく、繊維強化複合材積層板の荷重履歴を正確にモニタリングすることが可能となる。
【発明の効果】
【0016】
本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法及び光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板によれば、繊維強化複合材積層板の成形時だけでなく成形完了後の実際の使用時における光ファイバの折損を確実に防止することができ、繊維強化複合材積層板の荷重履歴を正確にモニタリングし得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法の実施例を示す工程図である。
【図2】本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法の実施例における整合保護工程を示す平面図である。
【図3】本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法の実施例における成形工程を示す断面図であって、図2のIII−III断面相当図である。
【図4】本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法の実施例における成形工程での弾性樹脂製枠部材及び光ファイバを示す断面図である。
【図5】本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法の実施例における切除工程を行った後の積層板を示す平面図である。
【図6】本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法の実施例における切除工程を行った後の弾性樹脂製枠部材(端部保護材)及び光ファイバを示す断面図である。
【図7】本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の試験の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【0019】
図1〜図6は本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法の実施例であって、繊維に樹脂を含浸させた半硬化状態のプリプレグ1を積層しつつ内部に光ファイバ2を埋め込み(埋込工程A)、
該埋込工程Aでプリプレグ1間に埋め込まれた光ファイバ2の取出部を収めるための切欠部3が形成されたシリコンゴム等の弾性樹脂製枠部材4により、前記積層したプリプレグ1の外周端部を整合させると共に、該弾性樹脂製枠部材4の切欠部3に光ファイバ2の取出部が収まって保護されるよう該光ファイバ2を前記弾性樹脂製枠部材4に支持せしめ(整合保護工程B)、
該整合保護工程Bで外周端部が整合されたプリプレグ1を、図2に示す如く、定盤5の上に載置すると共に、該プリプレグ1の周囲をシール材6で取り囲み、該シール材6及び前記プリプレグ1に、図3に示す如く、バッグフィルム7を覆い被せ、該バッグフィルム7内を真空引きし(吸引工程C)、
該吸引工程Cで真空引きされたプリプレグ1を加熱・加圧成形して積層板8とし(成形工程D)、
該成形工程Dで加熱・加圧成形された積層板8の弾性樹脂製枠部材4の光ファイバ2を支持する部分を、図5及び図6に示す如く、少なくとも端部保護材4aとして残し、それ以外の弾性樹脂製枠部材4の部分を切除する(切除工程E)ようにしたものである。
【0020】
本実施例の場合、図3に示す如く、前記定盤5の上には離型フィルム9を敷いてその上に、弾性樹脂製枠部材4により外周端部を整合させたプリプレグ1を載置し、該プリプレグ1及び弾性樹脂製枠部材4の上に、離型フィルム10を介してステンレス等の金属プレート11を載せ、それら全体を覆うように布状の素材からなるブリーザ12を被せ、前記バッグフィルム7はこのブリーザ12の上に設けてあり、オートクレーブ(図示せず)内において、前記プリプレグ1を真空引きしつつ、加熱・加圧成形するようにしてある。
【0021】
因みに、前記ブリーザ12は、前記プリプレグ1を真空引きする際に、均一に空気を抜くために設けたものであり、又、前記金属プレート11は、加圧の際に布状のブリーザ12の織目がプリプレグ1の表面に転写されることを防ぐために設けたものである。
【0022】
又、図4に示す如く、前記弾性樹脂製枠部材4は、光ファイバ2の取出部の位置に合致するよう、プリプレグ1の厚さ方向に二分割し、該光ファイバ2の取出部を上下から挟み込む形で保護できるようにしてある。
【0023】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【0024】
プリプレグ1間に埋め込まれた光ファイバ2の取出部を収めるための切欠部3が形成された弾性樹脂製枠部材4により、積層したプリプレグ1の外周端部を整合させると共に、該弾性樹脂製枠部材4の切欠部3に光ファイバ2の取出部が収まって保護されるよう該光ファイバ2を前記弾性樹脂製枠部材4に支持せしめるため、繊維強化複合材積層板の成形時に光ファイバ2が折損する心配はなく、しかも、該光ファイバ2の折損を防止することが可能となることにより、繊維強化複合材積層板を製造する上での歩留りも向上することとなる。
【0025】
更に、前記繊維強化複合材積層板の成形中には、プリプレグ1からマトリックス樹脂が流出して弾性樹脂製枠部材4の切欠部3に流れ込み、該マトリックス樹脂により光ファイバ2が弾性樹脂製枠部材4に対して接着されるため、前記繊維強化複合材積層板の成形完了後、図7に示す如く、積層板8を三点曲げ試験装置13にセットし、光ファイバ2を図示していない歪計測装置に接続して曲げ試験等を行う際には、前記光ファイバ2の取出部は、弾性樹脂製枠部材4の光ファイバ2を支持する部分以外の部分を切除することによって形成された端部保護材4aに確実に保護される形となり、これにより、該光ファイバ2が折れ曲がったりすることが避けられ、誤信号を拾ってしまう可能性もなく、繊維強化複合材積層板の荷重履歴を正確にモニタリングすることが可能となる。
【0026】
こうして、繊維強化複合材積層板の成形時だけでなく成形完了後の実際の使用時における光ファイバ2の折損を確実に防止することができ、繊維強化複合材積層板の荷重履歴を正確にモニタリングし得る。
【0027】
尚、本発明の光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法及び光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0028】
1 プリプレグ
2 光ファイバ
3 切欠部
4 弾性樹脂製枠部材
4a 端部保護材
5 定盤
6 シール材
7 バッグフィルム
8 積層板
A 埋込工程
B 整合保護工程
C 吸引工程
D 成形工程
E 切除工程

【特許請求の範囲】
【請求項1】
繊維に樹脂を含浸させた半硬化状態のプリプレグを積層しつつ内部に光ファイバを埋め込む埋込工程と、
該埋込工程でプリプレグ間に埋め込まれた光ファイバの取出部を収めるための切欠部が形成された弾性樹脂製枠部材により、前記積層したプリプレグの外周端部を整合させると共に、該弾性樹脂製枠部材の切欠部に光ファイバの取出部が収まって保護されるよう該光ファイバを前記弾性樹脂製枠部材に支持せしめる整合保護工程と、
該整合保護工程で外周端部が整合されたプリプレグを定盤の上に載置すると共に、該プリプレグの周囲をシール材で取り囲み、該シール材及び前記プリプレグにバッグフィルムを覆い被せ、該バッグフィルム内を真空引きする吸引工程と、
該吸引工程で真空引きされたプリプレグを加熱・加圧成形して積層板とする成形工程と、
該成形工程で加熱・加圧成形された積層板の弾性樹脂製枠部材の光ファイバを支持する部分を少なくとも端部保護材として残し、それ以外の弾性樹脂製枠部材の部分を切除する切除工程と
を有することを特徴とする光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板の製造方法。
【請求項2】
繊維に樹脂を含浸させた半硬化状態のプリプレグを積層し加熱・加圧成形され且つ内部に光ファイバが埋め込まれた積層板と、
該積層板を成形する際に、積層したプリプレグの外周端部を整合させると共に、切欠部に前記光ファイバの取出部が収まって保護されるよう該光ファイバを支持せしめる弾性樹脂製枠部材を利用し、該弾性樹脂製枠部材の光ファイバを支持する部分以外の部分を切除することによって形成された端部保護材と
を備えたことを特徴とする光ファイバ埋込繊維強化複合材積層板。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−20483(P2012−20483A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−160180(P2010−160180)
【出願日】平成22年7月15日(2010.7.15)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【Fターム(参考)】