パルトルージョン：高性能繊維強化ポリマーのための連続成形法
パルトルージョン・プロセス
パルトルージョンは、ガラス繊維ロービング、マット、クロスなどの繊維強化材と、ポリエステルやその他の熱硬化性樹脂マトリックスを用いる連続的・高速の成形技術です。選択された強化材を樹脂槽に通し、十分な含浸を確保します。含浸された繊維は所望の形状に成形され、加熱された鋼製ダイへと引き込まれます。ダイ内部では温度が精密に制御され、樹脂が硬化し、ダイの正確な形状でラミネートが固化しながら、機械がプロファイルを連続的に前方へ引き抜きます。
プロセスの利点
- 比類なき設計自由度：パルトルージョン・プロファイルは単純から高度に複雑まで対応し、後工程の組立を不要にします。
- 安定した品質：連続プロセスにより長さのバラツキは出荷制約のみに限定され、断面全体で均一な色調が得られ、塗装の必要性を低減します。
- 性能の最適化：高性能強化材を戦略的に配置することで、用途に応じた特定の強度特性を調整可能。
使用原材料
1) 樹脂
高性能ポリエステル樹脂にフィラー、触媒、UV阻害剤、顔料をブレンドし、繊維を結合し耐食性など必要特性を付与するマトリックスを作ります。各配合は特定用途のニーズに合わせて調整されます。ロービングとマットが最終物理特性を大きく左右します。
2) ロービング
ガラス繊維ロービングが主たる縦方向強度を提供します。その量と配置は設計段階で定義され、完成品の性能に直接影響します。ロービングは他の強化材をダイへ引き抜くために必要な引張強度も供給するため、プロファイル設計の要となります。
3) マット
連続ストランド・マットは横方向特性を高める経済的な手段です。マットとロービングを積層してほとんどのパルトルージョン複合材の核心構成を形成します。マット対ロービング比率が横方向と縦方向特性のバランスを制御します。
4) ベール
パルトルージョンは低圧で動作するため、ガラス繊維強化材が表面近くに位置しがちで、外観、耐食性、ハンドリングに影響します。表面ベール（通常A-ガラスやポリエステル）を追加すると、強化材を表面から離し、樹脂リッチな仕上げを作れます。
5) 織布・ステッチ布
標準的なマット・ロービング構成では達成できない特性ミックスが必要な場合、バランス型、高縦方向、高横方向、±45°多重合板などの選択された織布を単独で、またはマット・ロービングと組み合わせて使用できます。これらの織布はコスト増ですが、必要な性能を発揮します。
6) その他の強化材料
炭素繊維とアラミド繊維も、ロービングや織布として、またはガラス繊維と組み合わせて使用されます。これらの高弾性率繊維は大幅な剛性向上をもたらします。それらを採用する設計では、高コストを考慮し、最適な性能を目指す必要があります。
*本ブログ記事は設計マニュアルから抜粋したものです。
ご質問・ご意見は下記コメント欄へ。
高強度材料についてさらに知りたい方は、無料ガイドをダウンロード。
樹脂