これがいわゆる「ドライカーボン」である:熱硬化性CFRPの製造方法(その1)
炭素繊維は非常に細く丈夫だが、単独では形状を保つことができない。繊維同士を結合させ、さらに任意の形状に成形するためには樹脂の助けを借りて硬化させる必要がある。3000°Cで焼かれた炭素繊維は、成形段階でふたたび加熱される。
TEXT:牧野茂雄(Shigeo MAKINO) PHOTO&ILLUSTRATION:瀬谷正弘(Masahiro SEYA)/牧野茂雄(Shigeo MAKINO)/萬澤琴美(Kotomi MANZAWA)
オートクレーブとは「圧力釜」である。料理用具でも同じ名前で販売されている。熱硬化性樹脂と組み合わされた炭素繊維(プリプレグ)を硬化するには「加熱」が必要であり、その作業がオートクレーブ内で行なわれる。
単純に熱硬化性CFRPをつくるのであれば、バキュームバッギングという方法がある。気密性の高いジップロックのようなバッグでプリプレグを包み、その中の空気を抜きながら大気圧下で温める方法だ。バッグに包んで内部の空気を抜く(真空引き)こと自体はオートクレーブでも必須である。高強度・高精度が求められる場合はオートクレーブに材料を入れ、4〜6気圧程度での加圧を行なう。
通常、CFRP用のオートクレーブは10気圧程度まで加圧できるタイプが多い。どれくらいの圧にするかは、製造するCFRPによって違う。たとえば、CF織物でアルミハニカムをサンドイッチしたような構造の場合は、あまり圧力をかけすぎると加圧中にハニカムがつぶれてしまう。レーシングカー用のアルミハニカム・サンドイッチ材では3気圧程度が目安である。