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公開番号2023066506
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-16
出願番号2021177141
出願日2021-10-29
発明の名称繊維強化部材
出願人東レ株式会社
代理人
主分類B32B 5/00 20060101AFI20230509BHJP(積層体)
要約【課題】 疲労寿命が長く、強度にも優れる、断面形状が扁平であり内部空間を有した、繊維強化部材の提供を可能とする。
【解決手段】 断面形状が扁平な形状であり内部空間を有する繊維強化複合材料からなる基材の内表面の側にフィルムが配置された繊維強化部材であって、前記フィルムの厚みが10μm以上200μm以下である繊維強化部材。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
断面形状が扁平な形状であり内部空間を有する繊維強化複合材料からなる基材の内表面の側にフィルムが配置された繊維強化部材であって、前記フィルムの厚みが10μm以上200μm以下である繊維強化部材。
続きを表示(約 840 文字)【請求項2】
前記フィルムを構成する樹脂の融点をTm1、前記繊維強化複合材料を構成する樹脂のガラス転移温度をTgとしたとき、その関係が、Tm1>Tgであることを特徴とする、請求項1に記載の繊維強化部材。
【請求項3】
前記フィルムを構成する樹脂の融点をTm1、前記繊維強化複合材料を構成する樹脂の融点をTm2としたとき、その関係が、Tm1>Tm2であることを特徴とする、請求項1に記載の繊維強化部材。
【請求項4】
前記フィルムを構成する樹脂の融点をTm1としたとき、Tm1が150℃以上であることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の繊維強化部材。
【請求項5】
前記フィルムの水蒸気透過度が、40℃、90%RHの条件において、100g/(m

・24hr)以下であることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の繊維強化部材。
【請求項6】
前記フィルムが前記基材の内表面を覆う割合が内表面の面積の90%以上であることを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載の繊維強化部材。
【請求項7】
前記フィルムを構成する樹脂がポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂およびフッ素樹脂のいずれかであることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の繊維強化部材。
【請求項8】
体積10cm

以上の空間が基材の内部に2つ以上あることを特徴とする、請求項1~7のいずれかにに記載の繊維強化部材。
【請求項9】
長さが150cm未満であることを特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載の繊維強化部材。
【請求項10】
前記繊維強化複合材料に用いる繊維が、炭素繊維およびガラス繊維の何れかまたは両方であることを特徴とする、請求項1~9のいずれかに記載の繊維強化部材。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、プロペラブレードに用いるに好適な繊維強化部材に関する。
続きを表示(約 2,600 文字)【背景技術】
【0002】
繊維強化複合材料は、軽量かつ高強度、高剛性であるため、産業の幅広い分野で用いられている。特に、強化繊維に樹脂を含浸した中間材料であるプリプレグを使用した成形品や成形時に強化繊維へ樹脂を含浸した成形品が好適に利用されている。近年、風車や航空機の分野でブレード状の繊維強化複合材料の利用が盛んである。ブレード状の繊維強化複合材料にあっては軽量化のために、内部を中空構造とした構造をとることがあり、そのような繊維強化複合材料は、その軽量性と強靭性を活かして、航空機、船舶等の輸送機関や風力発電分野において利用されている。
【0003】
このような中空構造を有した繊維強化複合材料として、ブラダーを使用して成形した中空構造のスパー(例えば、特許文献1)やグリッド構造のコアと繊維強化樹脂を含むスキン層からなる中空ブレードが提案されている(例えば、特許文献2)。また、円筒状の翼根部を有し、前記翼根部から翼長方向に沿って延在する中空の翼本体と、翼根部の内側面に接するように設けられた補強板が備えられた中空ブレードが提案されている(例えば、特許文献3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
欧州登録特許第3556544号公報
米国特許出願公開第2019/0195073号公報
特開2018-127963号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
中空構造を有したブレード状の繊維強化複合材料の製造方法としては、曲面を有した2枚のシート状の部材を貼り合わせてブレード状の形状にすることや、管状の部材を長手方向につなぎ合わせ、両端にキャップ部材を接合してブレード状の形状とすることが簡便であるが、内部空間には水分や残渣分が残ることがあり、また、一部に外部空間との間に孔が存在する場合もあって、水分や繊維強化複合材料の劣化をもたらすような望ましくない物質が内部空間に侵入する可能性がある。そのような水分や物質は製品の寿命を縮めるおそれや力学特性を損ねたりするおそれがある。
【0006】
そこで、本発明はかかる水分や製品寿命等に望ましくない物質の影響を軽減して、疲労寿命が長く、強度にも優れる、断面形状が扁平であり内部空間を有した、繊維強化部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のいずれかの手段を採用するものである。すなわち、
〔1〕断面形状が扁平な形状であり内部空間を有する繊維強化複合材料からなる基材の内表面の側にフィルムが配置された繊維強化部材であって、前記フィルムの厚みが10μm以上200μm以下である繊維強化部材。
〔2〕前記フィルムを構成する樹脂の融点をTm1、前記繊維強化複合材料を構成する樹脂のガラス転移温度をTgとしたとき、その関係が、Tm1>Tgであることを特徴とする、〔1〕に記載の繊維強化部材。
〔3〕前記フィルムを構成する樹脂の融点をTm1、前記繊維強化複合材料を構成する樹脂の融点をTm2としたとき、その関係が、Tm1>Tm2であることを特徴とする、〔1〕に記載の繊維強化部材。
〔4〕前記フィルムを構成する樹脂の融点をTm1としたとき、Tm1が150℃以上であることを特徴とする、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の繊維強化部材。
〔5〕前記フィルムの水蒸気透過度が、40℃、90%RHの条件において、100g/(m

・24hr)以下であることを特徴とする、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の繊維強化部材。
〔6〕前記フィルムが前記基材の内表面を覆う割合が内表面の面積の90%以上であることを特徴とする、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の繊維強化部材。
〔7〕前記フィルムを構成する樹脂がポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂のいずれかであることを特徴とする、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の繊維強化部材。
〔8〕体積10cm

以上の空間が基材の内部に2つ以上あることを特徴とする〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の繊維強化部材。
〔9〕長さが150cm未満であることを特徴とする、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の繊維強化部材。
〔10〕前記繊維強化複合材料に用いる繊維が、炭素繊維およびガラス繊維の何れかまたは両方であることを特徴とする、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の繊維強化部材。
〔11〕前記繊維強化複合材料に用いる樹脂が、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂(レゾール型)、ユリア・メラミン樹脂およびポリイミド樹脂、ならびに、これらの共重合体およびこれらの変性体からなる群から選ばれる少なくともひとつの樹脂であることを特徴とする、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の繊維強化部材。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、疲労寿命が長く、強度にも優れた、断面形状が扁平な形状であり内部空間を有する繊維強化部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の繊維強化部材の一例の断面図である。
本発明の繊維強化部材の別な一例の断面図である。
本発明の繊維強化部材の一例の上面図である。
本発明に用いることができる端部補強層の例であり、(a)は巻物構造の端部補強層の例を示し、(b)は折畳構造の端部補強層の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明は、断面形状が扁平な形状であり内部空間を有する繊維強化複合材料からなる基材の内表面の側にフィルムが配置された繊維強化部材である。図1に例示するように内表面の側にフィルムが配置されている。このように内表面の側にフィルムが配置されることによって、保護層として機能し、雨、霧、露などの湿気、海塩水が繊維強化複合材料内に侵入することを防ぎ、疲労寿命や強度の低下を抑制できる。
(【0011】以降は省略されています)

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