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複合材料はすべて、強化繊維とプラスチック材料を組み合わせたものです。複合材料における樹脂の役割は非常に重要です。樹脂の選択によって、一連の特性プロセスパラメータ、いくつかの機械的特性、および機能性（熱特性、可燃性、環境耐性など）が決定され、樹脂の特性は複合材料の機械的特性を理解する上で重要な要素でもあります。樹脂を選択すると、複合材料のプロセスと特性の範囲を決定するウィンドウが自動的に決定されます。熱硬化性樹脂は、その優れた製造性から、樹脂マトリックス複合材料によく使用される樹脂タイプです。熱硬化性樹脂は、室温ではほぼ完全に液体または半固体であり、概念的には、最終状態の熱可塑性樹脂よりも、熱可塑性樹脂を構成するモノマーに似ています。熱硬化性樹脂は硬化する前はさまざまな形状に加工できますが、硬化剤、開始剤、または熱を使用して硬化すると、硬化中に化学結合が形成され、小さな分子がより大きな分子量の三次元架橋剛性ポリマーに変換されるため、再び成形することはできません。

熱硬化性樹脂には多くの種類があり、一般的に使用されているのはフェノール樹脂です。エポキシ樹脂ビスホース樹脂、 ビニル樹脂フェノール樹脂など

（１）フェノール樹脂は、硬化後に接着性、耐熱性、誘電特性に優れた早期熱硬化性樹脂であり、優れた難燃性、低い発熱速度、低い発煙密度、燃焼時に発生するガスの毒性が低いという特長があります。加工性も良好で、成形、巻取り、ハンドレイアップ、スプレー、プルトルージョンなどのプロセスで複合材料部品を製造できます。フェノール樹脂をベースとした複合材料は、民間航空機の内装材に数多く使用されています。

（２）エポキシ樹脂エポキシ樹脂は、航空機構造に使用される初期の樹脂マトリックスです。その特徴は、材料の種類が非常に多いことです。硬化剤や促進剤の種類によって、室温から180℃までの硬化温度範囲が得られます。また、高い機械的特性、良好な繊維適合性、耐熱性、耐湿性、優れた靭性、優れた加工性（良好な被覆性、適度な樹脂粘度、良好な流動性、加圧帯域幅など）を有し、大型部品の全体同時硬化成形に適しています。さらに、安価です。エポキシ樹脂の優れた成形プロセスと卓越した靭性により、先進複合材料の樹脂マトリックスにおいて重要な位置を占めています。

（３）ビニル樹脂ビニル樹脂は、優れた耐食性樹脂の一つとして認識されています。ほとんどの酸、アルカリ、塩溶液、強溶剤媒体に耐えることができます。製紙、化学工業、電子機器、石油、貯蔵および輸送、環境保護、船舶、自動車照明産業で広く使用されています。不飽和ポリエステルとエポキシ樹脂の特性を持ち、エポキシ樹脂の優れた機械的特性と不飽和ポリエステルの良好な加工性の両方を備えています。優れた耐食性に加えて、このタイプの樹脂は優れた耐熱性も備えています。標準タイプ、高温タイプ、難燃タイプ、耐衝撃タイプなどの種類があります。繊維強化プラスチック（FRP）におけるビニル樹脂の用途は、主にハンドレイアップに基づいており、特に防食用途で使用されています。SMCの開発に伴い、この点での用途も非常に注目されています。

（4）ビスマレイミド樹脂（ビスマレイミド樹脂とも呼ばれる）は、新型戦闘機の複合樹脂マトリックスの要求を満たすために開発されました。これらの要求には、130℃での大型部品や複雑な形状の部品の製造などが含まれます。エポキシ樹脂と比較すると、双麻樹脂は主に優れた耐湿性、耐熱性、および高い使用温度を特徴としています。欠点は、エポキシ樹脂ほど製造性が良くなく、硬化温度が高く（185℃以上で硬化）、200℃の温度、または200℃以上の温度で長時間加熱する必要があることです。
（５）シアン化物（青ジアコースティック）エステル樹脂は、誘電率が低く（2.8～3.2）、誘電損失正接が非常に小さく（0.002～0.008）、ガラス転移温度が高く（240～290℃）、収縮率が低く、吸湿性が低く、機械的特性と接着特性が優れているなど、エポキシ樹脂と同様の加工技術を有しています。
現在、シアネート樹脂は主に、高速デジタルおよび高周波用プリント基板、高性能電波伝送構造材料、航空宇宙用高性能構造複合材料の3つの分野で使用されています。

簡単に言うと、エポキシ樹脂の性能は合成条件だけでなく、主に分子構造にも関係します。エポキシ樹脂中のグリシジル基は柔軟なセグメントであり、樹脂の粘度を下げてプロセス性能を向上させることができますが、同時に硬化樹脂の耐熱性を低下させます。硬化エポキシ樹脂の熱的および機械的特性を向上させる主なアプローチは、低分子量化と多官能化によって架橋密度を高め、剛性構造を導入することです。もちろん、剛性構造の導入は溶解度の低下と粘度の増加につながり、エポキシ樹脂のプロセス性能の低下につながります。エポキシ樹脂システムの耐熱性をどのように向上させるかは、非常に重要な側面です。樹脂と硬化剤の観点から、官能基が多いほど架橋密度が高くなり、Tgが高くなります。具体的な操作：多官能エポキシ樹脂または硬化剤を使用する、高純度エポキシ樹脂を使用する。一般的に用いられる方法は、一定割合のo-メチルアセトアルデヒドエポキシ樹脂を硬化システムに添加することであり、効果が高くコストも低い。平均分子量が大きいほど、分子量分布は狭くなり、Tgは高くなる。具体的な操作：多官能性エポキシ樹脂または硬化剤を使用するか、分子量分布が比較的均一な他の方法を用いる。

複合材料マトリックスとして使用される高性能樹脂マトリックスとして、加工性、熱物性、機械的特性などのさまざまな特性が、実用用途のニーズを満たす必要があります。樹脂マトリックスの製造性には、溶剤への溶解性、溶融粘度（流動性）と粘度変化、温度によるゲル化時間の変化（プロセスウィンドウ）が含まれます。樹脂配合の組成と反応温度の選択によって、化学反応速度（硬化速度）、化学レオロジー特性（粘度-温度対時間）、および化学反応熱力学（発熱）が決まります。異なるプロセスでは、樹脂粘度に対する要求が異なります。一般的に、巻取りプロセスでは、樹脂粘度は一般的に約 500 cPs です。引抜成形プロセスでは、樹脂粘度は 800〜1200 cPs です。真空導入プロセスでは、樹脂粘度は一般的に約 300 cPs であり、RTM プロセスではそれよりも高くなる場合がありますが、一般的には 800 cPs を超えることはありません。プリプレグプロセスでは、粘度は比較的高く、一般的には 30000〜50000 cPs 程度であることが求められます。もちろん、これらの粘度要件はプロセス、装置、材料自体の特性に関連しており、静的ではありません。一般的に、温度が上昇すると、低温域では樹脂の粘度が低下しますが、温度が上昇すると樹脂の硬化反応も進行し、速度論的には、温度が 10℃ 上昇するごとに反応速度が 2 倍になります。この近似は、反応性樹脂システムの粘度が特定の臨界粘度点に達する時期を推定するのに依然として役立ちます。たとえば、100℃ で粘度が 200 cPs の樹脂システムが粘度を 1000 cPs まで上げるのに 50 分かかる場合、同じ樹脂システムが 110℃ で初期粘度を 200 cPs 未満から 1000 cPs まで上げるのに必要な時間は約 25 分です。プロセスパラメータの選択においては、粘度とゲル化時間を十分に考慮する必要があります。例えば、真空導入プロセスでは、運転温度における粘度がプロセスで要求される粘度範囲内にあることを確認する必要があり、また、この温度における樹脂のポットライフが、樹脂の導入を可能にするのに十分な長さでなければなりません。要するに、射出成形プロセスにおける樹脂タイプの選択においては、ゲル化点、充填時間、および材料の温度を考慮する必要があります。他のプロセスも同様の状況です。

成形プロセスでは、部品（金型）のサイズと形状、補強材の種類、およびプロセスパラメータによって、プロセスの熱伝達速度と物質移動プロセスが決まります。樹脂は化学結合の形成によって発生する発熱によって硬化します。単位体積あたり、単位時間あたりに形成される化学結合が多いほど、放出されるエネルギーが多くなります。樹脂とそのポリマーの熱伝達係数は一般的にかなり低いです。重合中の熱除去速度は、発熱速度に追いつきません。これらの増加した熱量によって化学反応がより速い速度で進行し、結果として、この自己加速反応は最終的に部品の応力破壊または劣化につながります。これは、厚肉複合部品の製造でより顕著であり、硬化プロセス経路を最適化することが特に重要です。プリプレグ硬化の高い発熱速度によって引き起こされる局所的な「温度オーバーシュート」の問題、および全体的なプロセスウィンドウと局所的なプロセスウィンドウの間の状態差（温度差など）はすべて、硬化プロセスをどのように制御するかに起因します。部品（特に部品の厚み方向）の「温度均一性」を実現するには、「製造システム」におけるいくつかの「単位技術」の配置（または適用）が重要となる。薄肉部品の場合、大量の熱が周囲環境に放散されるため、温度上昇は緩やかになり、場合によっては部品が完全に硬化しないことがある。このような場合、架橋反応を完了させるために補助加熱、すなわち連続加熱が必要となる。

複合材料の非オートクレーブ成形技術は、従来のオートクレーブ成形技術と関連しています。大まかに言えば、オートクレーブ装置を使用しない複合材料の成形方法はすべて非オートクレーブ成形技術と呼ぶことができます。これまでのところ、航空宇宙分野における非オートクレーブ成形技術の応用は、主に非オートクレーブプリプレグ技術、液体成形技術、プリプレグ圧縮成形技術、マイクロ波硬化技術、電子ビーム硬化技術、バランス圧力流体成形技術などの方向を含んでいます。これらの技術の中で、OoA（Outof Autoclave）プリプレグ技術は従来のオートクレーブ成形プロセスに近く、手動積層と自動積層プロセスの基礎が幅広いため、大規模なオートクレーブ成形技術として実現される可能性が高い不織布とみなされています。高性能複合材部品にオートクレーブを使用する重要な理由の一つは、硬化中にあらゆるガスの蒸気圧よりも高い圧力をプリプレグに与え、気孔の形成を抑制することであり、これはOoAプリプレグの技術が克服すべき主要な課題である。真空圧力下で部品の気孔率を制御できるかどうか、またその性能がオートクレーブ硬化積層材の性能に匹敵するかどうかは、OoAプリプレグの品質とその成形プロセスを評価する上で重要な基準となる。

OoAプリプレグ技術の開発は、まず樹脂の開発から始まりました。OoAプリプレグ用樹脂の開発には、主に3つのポイントがあります。1つ目は、成形品の多孔性を制御することであり、例えば、付加反応硬化樹脂を使用して硬化反応中の揮発性を低減することなどが挙げられます。2つ目は、硬化樹脂の性能を向上させることであり、オートクレーブ処理によって形成される樹脂の特性（熱特性や機械的特性など）を実現することなどが挙げられます。3つ目は、プリプレグの良好な製造性を確保することであり、例えば、樹脂が大気圧の圧力勾配下で流動できること、長い粘度寿命と十分な室温外時間を確保できることなどが挙げられます。原材料メーカーは、特定の設計要件とプロセス方法に従って材料の研究開発を行います。主な方向性としては、機械的特性の向上、外時間の増加、硬化温度の低下、耐湿性および耐熱性の向上などが挙げられます。これらの性能向上の中には、高靭性と低温硬化のように相反するものもあります。バランスの取れたポイントを見つけ、総合的に検討する必要があります。

樹脂の開発に加え、プリプレグの製造方法もOoAプリプレグの応用開発を促進します。この研究では、無多孔性積層材の製造においてプリプレグの真空チャネルが重要であることが分かりました。その後の研究では、半含浸プリプレグがガス透過性を効果的に向上させることが示されています。OoAプリプレグは樹脂で半含浸されており、乾燥繊維が排気ガスのチャネルとして使用されます。部品の硬化に関わるガスや揮発性物質はチャネルを通して排気されるため、最終部品の多孔度は1%未満になります。
真空バッグ成形プロセスは、オートクレーブを使用しない成形（OoA）プロセスに属します。簡単に言うと、金型と真空バッグの間に製品を密封し、真空によって製品を加圧することで、製品をよりコンパクトにし、機械的特性を向上させる成形プロセスです。主な製造プロセスは

まず、剥離剤または剥離布を積層型（またはガラス板）に塗布します。プリプレグは、使用するプリプレグの規格に従って検査され、主に表面密度、樹脂含有量、揮発性物質、その他のプリプレグの情報が含まれます。プリプレグを所定のサイズに切断します。切断時には、繊維の方向に注意します。一般的に、繊維の方向のずれは 1° 未満である必要があります。各ブランキングユニットに番号を付け、プリプレグ番号を記録します。層を積層するときは、積層記録シートで要求される積層順序に厳密に従って層を積層し、PE フィルムまたは剥離紙を繊維の方向に沿って接続し、気泡を繊維の方向に沿って追います。スクレーパーでプリプレグを広げ、できるだけ削り取って、層間の空気を除去します。積層時には、プリプレグを接合する必要がある場合があり、その場合は繊維の方向に沿って接合する必要があります。接合工程では、重ね合わせと重ね合わせの少なさを実現し、各層の接合継ぎ目をずらす必要があります。一般的に、一方向プリプレグの接合ギャップは 1mm です。編組プリプレグは重ね合わせのみで接合はできず、重ね合わせ幅は 10～15mm です。次に、真空予備圧縮に注意し、予備排気の厚さはさまざまな要求に応じて変化します。目的は、積層内に閉じ込められた空気とプリプレグ内の揮発性物質を排出して、部品の内部品質を確保することです。次に、補助材料の積層と真空バッグ化があります。バッグの密封と硬化：最終的な要求は、空気が漏れないことです。注：空気漏れが頻繁に発生する場所は、シーラント接合部です。

また、当社はグラスファイバー直接ロービング,グラスファイバーマット、 グラスファイバーメッシュ、 そしてグラスファイバー織りロービング.

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