JP2002307463A

JP2002307463A - 繊維強化樹脂の製造方法

Info

Publication number: JP2002307463A
Application number: JP2001117826A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Horibe; 郁夫堀部; Akira Nishimura; 明西村; Kiyoshi Honma; 清本間
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2002-10-23
Anticipated expiration: 2021-04-17
Also published as: JP4839523B2

Abstract

(57)【要約】【課題】強化繊維基材への樹脂含浸が短時間で可能にせ
しめることにより成形作業性に優れ、かつ高Ｖｆである
にもかかわらず容易に樹脂含浸でき、更に成形品のＶｆ
をコントロール可能とし、強化繊維の持つ高強度・高弾
性率特性を十分発揮できる軽量なＦＲＰの製造法を提供
する。【解決手段】成形型の表面に、強化繊維基材層を配置
し、次いでピールプライ、樹脂拡散媒体の順で積層し、
該積層体をバッグフィルムで覆い、次にバッグフィルム
で覆われた内部を真空減圧しつつ樹脂拡散媒体を介して
強化繊維基材に樹脂を含浸させた後、バッグフィルム面
の外部から大気圧より大きな圧力をかけ、加圧しつつ樹
脂を硬化させる繊維強化樹脂の製造法、又は上述と同様
の積層体をバッグフィルムで覆い、次にバッグフィルム
で覆われた内部を真空減圧するとともにバッグフィルム
面の外部から大気圧より大きな圧力をかけながら樹脂拡
散媒体を介して強化繊維基材に樹脂を含浸し硬化させる
繊維強化樹脂の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化樹脂の製
造方法に関し、特に樹脂の含浸性に優れ、かつ軽量であ
ることから航空機や自動車、船舶などの構造体およびそ
れらの部品の製造に適した製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰと記す）
は、軽量、高剛性などの優れた機械的特性を有すること
から航空機や自動車、船舶などさまざまな構造体やその
部品に使用されている。

【０００３】これらのＦＲＰ成形品は、強化繊維と樹脂
から構成されるが、強化繊維の持つ高強度、高弾性率の
特性を有効に発揮させつつ軽量なＦＲＰにするために
は、樹脂による複合効果が損なわれない範囲で可能な限
り繊維体積の割合（以下、Ｖｆと記す）を高くすること
が好ましい。

【０００４】ここで、これらのＦＲＰ構造体を製造する
代表的な成形方法として、真空バッグ成形法、ＲＴＭ(R
esin Transfer Molding)成形法などがある。真空バッグ
成形法は、成形型表面に強化繊維基材を積層し、バッグ
フィルムで覆ってから型内を真空減圧し、樹脂注入を行
う方法であり、真空で樹脂注入することからボイドの少
ないＦＲＰが得られるという特徴がある。

【０００５】しかし、この成形方法は、樹脂注入口付近
の強化繊維基材から順次樹脂を含浸させながら強化繊維
基材全体に樹脂を含浸することから樹脂含浸に時間がか
かり、作業性がよくないという問題がある。また、得ら
れるＦＲＰ成形品は、真空減圧による加圧のみであるこ
とから繊維基材内に存在する樹脂の量が多くなるのでＶ
ｆが小さく、重いＦＲＰになってしまうことや成形品の
Ｖｆをコントロールできないという問題もある。

【０００６】一方、ＲＴＭ成形法は、金型内にあらかじ
めドライの繊維基材を配置し、雄雌型を一体に閉じてク
ランプし、次いで注入機によって型の注入口から樹脂を
加圧しながら強化繊維基材に含浸させる方法であり、金
型のクリアランスを調整することで、高Ｖｆでかつ所望
のＶｆの成形品が得られるという特徴がある。

【０００７】しかし、この成形方法は樹脂を加圧しなが
ら注入するために前記真空バッグ成形法に比べれば比較
的短時間に樹脂含浸が可能となるが、樹脂注入口付近の
強化繊維基材から順次樹脂が含浸することから高Ｖｆの
成形品を得ようとする場合においては低Ｖｆの場合に比
べ強化繊維基材内における樹脂流動抵抗が大きくなり、
樹脂含浸に時間がかかるとともに樹脂の未含浸部が発生
しやすくなる。

【０００８】なお、含浸速度を向上させるために注入圧
力を高くすることもできるが、そうすると樹脂注入によ
り強化繊維基材の繊維蛇行が発生し、ＦＲＰにした場合
に機械的特性が低下してしまうという問題がある。

【０００９】さらに、前記真空バッグ成形やＲＴＭ成形
は、織物とマットなど強化繊維基材内の樹脂の流通抵抗
が異なる材料を併用した場合には、マット層内を樹脂が
先行して流れ、織物においては樹脂の未含浸部が発生し
やすくなるなど使用する繊維基材により樹脂の含浸性状
態が安定しないという問題もある。

【００１０】また、特表平１０−５０４５０１号公報に
は、樹脂の含浸速度を高める方法として、真空バッグ成
形法において、繊維基材表面とバッグフィルム間に樹脂
拡散媒体を挿入する方法が提案されている。この方法
は、樹脂の流通抵抗が強化繊維基材より小さい樹脂拡散
媒体を用いていることから、樹脂の流通抵抗の小さい注
入した樹脂がまず樹脂含浸媒体を介して基材表面に拡散
した後に強化繊維基材の厚み方向に含浸することになり
短時間に樹脂含浸することは可能となる。

【００１１】しかし、この成形方法においても得られる
ＦＲＰ成形品は真空減圧による加圧のみであることか
ら、繊維基材内に存在する樹脂の量が多くなるのでＶｆ
が小さく、重いＦＲＰ成形品になってしまうことや成形
品のＶｆをコントロールできないという問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点を解決すること、すなわち、ＦＲＰ成形
品の成形において、強化繊維基材への樹脂含浸が短時間
で可能にせしめることにより成形作業性に優れ、かつ、
高Ｖｆであるにもかかわらず容易に樹脂含浸でき、さら
に成形品のＶｆをコントロール可能とし、強化繊維の持
つ高強度・高弾性率の特性を十分に発揮できる軽量なＦ
ＲＰの製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決するために鋭意検討を行い、以下の２つの本発
明の繊維強化樹脂の製造方法によれば、ＦＲＰ成形にお
いて短時間に樹脂含浸ができるとともに、強化繊維の持
つ高強度・高弾性率の特性を十分に発揮でき、また、作
業性にも優れるＦＲＰの製造を可能にできるとの地検を
見出すに至った。

【００１４】すなわち、第一の本発明の繊維強化樹脂の
製造方法は、成形型の表面に、強化繊維基材層を配置
し、次いで、ピールプライ、樹脂拡散媒体の順で積層
し、この積層体をバッグフィルムで覆い、次にバッグフ
ィルムで覆われた内部を真空減圧しつつ樹脂拡散媒体を
介して強化繊維基材に樹脂を含浸させた後、バッグフィ
ルム面の外部から大気圧より大きな圧力をかけ、加圧し
つつ樹脂を硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂の
製造方法である。

【００１５】また、第二の本発明の繊維強化樹脂の製造
方法は、成形型の表面に、強化繊維基材層を配置し、次
いで、ピールプライ、樹脂拡散媒体の順で積層し、この
積層体をバッグフィルムで覆い、次にバッグフィルムで
覆われた内部を真空減圧するとともにバッグフィルム面
の外部から大気圧より大きな圧力をかけながら樹脂拡散
媒体を介して強化繊維基材に樹脂を含浸し硬化させるこ
とを特徴とする繊維強化樹脂の製造方法である。

【００１６】また、本発明にかかる上述２つの製造方法
において、好ましくは、前記バッグフィルム面の加圧手
段が、流体を用いた加圧または型を用いた機械的な加圧
であるものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のＦＲＰの製造方
法の望ましい実施の一形態例を図を用いて工程順に説明
する。

【００１８】なお、上述した本発明の方法において、
「成形型の表面に、強化繊維基材層を配置し、次いで、
ピールプライ、樹脂拡散媒体の順で積層し」と記載して
いるが、「順」とは厳密なプロセス工程の順番を表して
いるものではなく、積層構造の配置の順番を表している
ものである。従って、本発明方法では、例えば、ピール
プライと樹脂拡散媒体とが既に別途積層されているもの
を、強化繊維基材層に積層するようにしても構わないも
のである。

【００１９】図１は、本発明の製造方法の実施に用いる
製造装置の一態様例を示した概略断面図である。

【００２０】同図においては、成形型１の表面に強化繊
維基材２を所定枚数積層した強化繊維基材層３からなる
本発明の製造方法による成形対象の成形品Ｓを成形する
ものであるが、ピールプライ４、樹脂含浸媒体５、バッ
グフィルム６、エッジ・ブリーザー７、シール材８から
構成される。また、９、１０、１１は、いずれも成形品
Ｓへの樹脂供給手段であり、それぞれ真空吸引口、樹脂
吐出口、バルブである。

【００２１】本発明の製造方法は、例えば、かかる製造
装置を用いて以下に述べる手順にて行われる。

【００２２】まず、成形型１の表面に、強化繊維基材２
を所定枚数積層した強化繊維基材層３を配置する。ここ
で、成形型１は、金属、ＦＲＰなどからなり、後述する
流体などを用いた加圧手段において変形しにくい高剛性
の材料から構成されたものを用いるのが好ましい。

【００２３】次に、強化繊維基材層３の表面に樹脂が硬
化した後に引き剥がして、不要樹脂および樹脂拡散媒体
を除去するためのシート、いわゆるピールプライ４を積
層し、さらにその上に樹脂を強化繊維基材上面全体に拡
散させるための樹脂拡散媒体５を置く。

【００２４】次に、強化繊維基材層３が成形型１と接し
た周囲には、真空バッグ内の空気を連続してバッグ外部
に逃がす通気材料となるエッジ・ブリーザー７として織
物や不織布などの多孔性の材料を複数枚積層して張り巡
らす。ここで、樹脂拡散媒体５は真空吸引口やエッジ・
ブリーザーに接しているかもしくは近すぎると、樹脂拡
散媒体５に流れ込んだ樹脂が強化繊維層３に含浸するよ
りも先に真空吸引口およびエッジ・ブリーザーの方に流
れてしまうことから、真空吸引口９やエッジ・ブリーザ
ー７から最も近い樹脂拡散媒体５までの距離が１０ｍｍ
以上は離れるように樹脂拡散媒体５の平面視の最大外形
が樹脂拡散媒体面の強化繊維基材層３の平面視の最大外
形よりも１０〜５０ｍｍ程度小さくなるように配置する
とよい。

【００２５】次いで、全体をバッグフィルム６で覆い、
空気が漏れないようにバッグフィルムと成形型１の周囲
を、ブチルゴム系やシリコーンゴム系のシール材８で型
に接着させ、次いでバッグフィルムの上部に図示しない
樹脂タンクから注入される樹脂の吐出口１０とバルブ１
１を図示の如く樹脂拡散媒体５に接するように取り付け
る。一方、図示しない真空ポンプの空気吸引口を真空吸
引口９に接続する。なお、真空吸引口９は樹脂の吐出口
１０から遠いエッジ・ブリーザー上に取り付け、吐出口
および吸引口の取り付け部から空気が漏れないようにシ
ール材で接着させる。そして、樹脂タンクには、硬化剤
を所定量入れたシロップ状の常温もしくは加熱硬化型の
マトリックス樹脂を入れておく。

【００２６】次いで、真空ポンプでバッグフィルムで覆
われたサンドイッチ状成形品Ｓを真空圧力が９０〜１０
１ｋＰａ程度の真空状態になるように真空吸引口９から
吸引した後、バルブ１１を解放して樹脂拡散媒体５から
樹脂を注入する。注入された樹脂は、バッグフィルムで
覆われた中が真空状態であることから、樹脂拡散媒体５
の内部を面内方向に拡散しつつピールプライ６を通過し
た後、ピールプライ６と接する強化繊維基材層３の厚み
方向に含浸が進行するので短時間に樹脂含浸が完了す
る。ついで、バッグフィルムの外部から大気圧より大き
な圧力をかけ、加熱加圧しながら余剰な樹脂をフローさ
せつつ樹脂を硬化させる。

【００２７】なお、加圧の際の圧力を大きくすれば樹脂
のフローが多くなり、より高Ｖｆの成形品が得ることが
可能となるが、任意のＶｆの成形品を得たい場合には圧
力を調整することで樹脂のフロー量を規制でき、所望の
Ｖｆを得ることができる。

【００２８】ここで、バッグフィルム面の外部からの加
圧手段は、図１に示すオートクレーブなどの耐圧容器１
２内で流体を用いて加圧する方法や、あるいは図２に示
すように上下の型１３、１４を用いて、プレスや万力、
ボルト締めなどによる機械的な加圧によるものなどのい
ずれでもよいものである。

【００２９】なお、ここでいう流体とは、空気や窒素な
どの気体や水などの液体であり、成形品がいかなる形状
であっても強化繊維基材を均一に加圧することが可能で
ある。

【００３０】一方、型を用いてプレスや万力、ボルト締
めにより機械的に加圧する場合においては、所定の形状
を有した押さえ型を用いて強化繊維基材を加圧すること
から、寸法精度が高いＦＲＰ成形品を得ることができ
る。

【００３１】真空ポンプは少なくとも強化繊維基材への
樹脂含浸が完了するまで運転し、バッグフィルムの中を
真空状態に保つことが好ましい。また、樹脂の含浸完了
後もバルブ１２は解放状態にし、加圧により生じた余剰
な樹脂を樹脂タンクに逆流できるようにしておく。

【００３２】そして、いったん強化繊維基材層に含浸し
た後、バッグフィルム面の外部から加圧されることか
ら、たとえ強化繊維基材層内部に未含浸部分があっても
この部分への樹脂含浸を促進させることができ、さらに
余剰な樹脂は空気の吸引口９から流出するないし樹脂の
吐出口１０から逆流して排出される。

【００３３】樹脂の硬化後は、バッグフィルムを除去
し、さらに、成形型１より脱型した後、ピールプライお
よび樹脂含浸媒体を除去すれば、ＦＲＰ成形品Ｓを得る
ことができる。

【００３４】本発明に用いられる強化繊維基材２を構成
する強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維
やポリアミド繊維からなる織物やチョップド・ストラン
ド・マット、コンティニュアンス・ストランド・マット
である。また、これら強化繊維糸を並行に配列したシー
トを０°（繊維基材の長さ方向）、９０°（繊維基材の
幅方向）や±α°（繊維基材の任意の斜め方向）に積層
され、これをガラス繊維、ポリエステル繊維やポリアミ
ド繊維などのステッチ糸で縫合した多軸ステッチ布帛で
あってもよい。中でも、織物や多軸ステッチ基材は補強
効果が大きく、また、繊維密度が大きいことからＶｆを
高くすることができ好ましい。なお、ここでいう繊維密
度とは、織物目付を織物厚みで割った値であり、数値が
大きいほど強化繊維基材内部の空隙割合が小さくなり、
ＦＲＰにおいてＶｆを高くすることができる。なお、
「多軸ステッチ基材」とは、多数本の強化繊維糸条が並
行にシート状に配列して層構成をなし、この層が少なく
とも２層以上交差積層されて積層体を形成するととも
に、実質的に、ステッチ糸等により一体化されている構
造のものをいう。

【００３５】本発明に用いられるマトリックス樹脂とし
ては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニル
エステル樹脂、フェノール樹脂、変性エポキシ樹脂など
の常温もしくは加熱により硬化する熱硬化性樹脂であ
る。中でも加熱硬化型の樹脂は、短時間に樹脂を硬化さ
せることができ、成形サイクルを短くできるので好まし
い。

【００３６】本発明の成形に用いられるピールプライ４
は、合成樹脂を通過させることができることが必要であ
り、例えばナイロン繊維織物、ポリエステル繊維織物や
ガラス繊維織物などである。なお、「ピールプライ」と
は、樹脂が硬化した後成形品表面に固着し、成形品表面
から引き剥がすことにより、実質的に余剰樹脂や樹脂拡
散媒体を一緒に除去できる材料のことを言う。

【００３７】なお、ナイロン繊維織物やポリエステル繊
維織物は安価であるため、ピールプライとして好ましく
用いられるが、これら織物を製造する際に用いられてい
る油剤やサイジング剤がＦＲＰの樹脂に混入するのを防
ぐため、精錬を行い、また、成形で用いる樹脂の硬化発
熱などの熱による収縮を防ぐため、熱セットされた織物
を使用することが好ましい。

【００３８】本発明の方法に用いることのできる樹脂拡
散媒体５の一実施態様例を図３に示した。樹脂拡散媒体
は、バッグ内の真空圧力を繊維基材に伝え、かつ注入さ
れる樹脂を樹脂拡散媒体の隙間を通して、媒体側の繊維
基材上面に樹脂を行きわたらせるものである。

【００３９】すなわち、バッグフィルムとピールプライ
間に配置する樹脂拡散媒体に樹脂が注入されると、図３
において、注入された樹脂はバッグフィルムに接するＡ
群のバー１５の隙間を流れて、バー１５の方向とＢ群の
バー１６の隙間を流れるから全面に樹脂が均一に拡散す
ることになる。また、バー１５にかかる力をバー１６に
伝えることができる。バーの太さは特に限定されるもの
ではないが、０．２〜２ｍｍが好ましい。また、隙間の
幅は０．２〜２ｍｍが好ましい。樹脂拡散媒体の具体的
なものとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
塩化ビニルや金属などからなるメッシュ状のシートで、
たとえば、メッシュ状樹脂フィルム、織物、網状物や編
物などであり、必要に応じてこれらを数枚重ねて使用す
ることができる。

【００４０】本発明に用いられるバッグフィルム６は、
気密性であることが必要であり、例えばナイロンフィル
ム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、Ｐ
ＶＣ（塩化ビニル）フィルム、ポリプロピレンフィルム
やポリイミドフィルムなどが用いられ得るものである。

【００４１】また、本発明に用いられるエッジ・ブリー
ザー７は、空気および樹脂を通過させることができるこ
とが必要であり、例えばナイロン繊維織物、ポリエステ
ル繊維織物、ガラス繊維織物やナイロン繊維、ポリエス
テル繊維からなる不織布を使用することができる。

【００４２】また、第二の本発明に係る繊維強化樹脂の
製造方法は、強化繊維基材層の表面にピールプライ、樹
脂拡散媒体の順で積層し、この積層体をバッグフィルム
で覆い、次にバッグフィルムで覆われた内部を真空減圧
するとともにバッグフィルム面の外部から大気圧より大
きな圧力をかけながら強化繊維基材に樹脂を含浸させ加
熱硬化することを特徴とするものである。

【００４３】この製造方法においては、強化繊維基材を
加圧し、強化繊維基材の繊維密度を大きくした状態で樹
脂の注入を行うことになることから強化繊維基材内の樹
脂の流通抵抗は大きくなり、前述した強化繊維基材層に
樹脂含浸を行ってから加圧する方法に比べ樹脂の含浸速
度が遅くなるが、樹脂拡散媒体を介して加圧しているこ
とから、バッグ内に注入された樹脂は樹脂拡散媒体内の
面内方向に拡散しつつ強化繊維基材層の厚み方向に含浸
することから、ＲＴＭ成形に比べ短時間に樹脂注入が可
能となる。さらに、樹脂注入により繊維の蛇行が発生す
ることもなく、織物とマットなど樹脂の流通抵抗が異な
る材料を併用した場合においても、マット層内を樹脂が
先行して流れることや織物において樹脂の未含浸部分が
発生するといったことがないことから安定して樹脂含浸
を行うことができるのである。

【００４４】また、第一、第二のいずれの本発明の繊維
強化樹脂の製造方法で得られるＦＲＰ成形品は、強化繊
維基材層が発泡体の表面に強化繊維基材を配置したサン
ドイッチ状構成であってもよい。そうすることにより、
スキンが高ＶｆのＦＲＰからなる高剛性、高強度で軽量
なサンドイッチ成形品が得られる。

【００４５】なお、前記発泡体を用いたサンドイッチ構
成のＦＲＰを製造する場合においては、成形型と接して
いる強化繊維基材側の発泡体に樹脂の流路となる連続し
た溝を設けてもよい。すなわち、バッグフィルム面側の
強化繊維基材は樹脂拡散媒体を介して樹脂含浸を行い、
成形型面の強化繊維基材は発泡体の溝を介して強化繊維
基材に樹脂含浸をさせることで、それぞれの強化繊維基
材に短時間に樹脂含浸が可能となる。

【００４６】ここで、本発明に用いる芯材は、有機系の
発泡樹脂などの発泡体であると、得られる成形体が軽量
となるので好ましいが、発泡していない樹脂板や無機系
の板、または木材であってもよい。有機系あるいは無機
系の発泡体としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＣ（塩化ビニル）、
シリコーン、イソシアヌレート、フェノール、アクリル
樹脂のフォームや軽量気泡コンクリート、珪酸カルシウ
ムフォームや炭酸カルシウムフォームなどを用いること
ができる。

【００４７】また、バッグフィルムと樹脂拡散媒体間に
は押さえ板を介在させることが好ましい。すなわち、流
体を介して加圧した場合においては、強化繊維基材のラ
ップ部分など厚みが大きい箇所があるとこの部分の厚み
が大きくなってしまうが、押さえ板を挿入することで厚
みの大きい部分のみを強制的に加圧することができ、厚
みが均一なＦＲＰを得ることができる。なお、押さえ板
は、加圧の際に変形すると所定の寸法に成形できなくな
ることから高剛性であることが必要であり、鉄板やアル
ミニウム板などの金属板やＦＲＰ板などからなるのが実
際的である。

【００４８】また、積層体の層間にシート状繊維材料層
を有することが好ましい。ここで言うシート状繊維材料
とは、ナイロン、ポリエステル、ビニロン、ポリエチレ
ンなどのポリマー繊維からなる不織布や編物である。

【００４９】そうすることにより、強化繊維層に樹脂含
浸を行う際にシート状繊維材料層が樹脂パスとなり、強
化繊維基材層への樹脂含浸速度を向上させることができ
る。また、シート状繊維材料を強化繊維基材の層間に配
置させることによりＦＲＰにおいて衝撃が作用したとき
に積層体の層間に発生したクラックをポリマー繊維の損
傷によりエネルギー吸収させることでその進展を押さえ
ることができ衝撃性能に優れたＦＲＰが得られる。

【００５０】また、繊維目付は５〜３０ｇ／ｍ²の範囲
が好ましい。５ｇ／ｍ²未満であれば、樹脂パスとして
の効果が小さく、また、３０ｇ／ｍ²を越えると樹脂パ
スとしての効果は大きくなるもののＦＲＰにおけるシー
ト状繊維材料の割合が大きくなり強化繊維による補強効
果が低減してしまう。このため、５〜３０ｇ／ｍ²の範
囲がよい。

【００５１】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。実施例図４に例示した幅が１．２ｍ、長さが４ｍ、厚みが５ｍ
ｍのボート１７の船殻の製造を行うために、以下に示す
条件で構造体Ｓを製作した。

【００５２】強化繊維基材としては、炭素繊維を二方向
に配向してなる３００ｇ／ｍ²の炭素繊維クロス、さら
に８００ｇ／ｍ²のガラスロービングクロス、および繊
維が面内でランダムに配向した３００ｇ／ｍ²のガラス
チョップドストランドマットの３種を用いた。また、マ
トリックス樹脂として、ビニルエステル樹脂、その硬化
剤として過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）用いた。

【００５３】成形型１としては、厚みが２０ｍｍの金属
からなる金型を用いた。

【００５４】そして、成形型表面に離型剤を塗布し、次
いで強化繊維基材層３として、ガラスチョップドストラ
ンドマット、炭素繊維クロス、炭素繊維クロス、ガラス
ロービングクロス、炭素繊維クロス、炭素繊維クロスの
順で配置し、その上にナイロン繊維織物からなるピール
プライ４を配置した。

【００５５】さらにその上に樹脂拡散媒体５としてポリ
エチレンからなる厚みが１．０ｍｍ、メッシュの開口寸
法が２．６×２．６ｍｍ、メッシュの開口率（全体面
積；１００に対するメッシュの開口部面積の比率）が６
２％のメッシュシートを強化繊維基材の上面全体よりそ
れぞれ周囲２５ｍｍ小さくしたものを配置した。

【００５６】ここで、ガラスロービングクロス、炭素繊
維クロス、ガラスチョップドストランドマット、ピール
プライ、樹脂拡散媒体は製品幅が１００ｃｍであったた
め、幅方向にラップさせながら２枚並べて使用した。

【００５７】さらに積層した樹脂が未含浸であるサンド
イッチ成形品の周囲に、ポリエステル不織布からなるエ
ッジ・ブリーザー７を張り巡らした。

【００５８】そして、積層体全体を全体をポリプロピレ
ンフィルムからなるバッグフィルム６で覆い、空気が漏
れないようにバッグフィルムの周囲をシール材で接着さ
せた。

【００５９】さらに、バッグフィルム上部に樹脂タンク
から注入される樹脂の吐出口を成形型の溝および樹脂拡
散媒体と接するように取り付け、また、真空ポンプの吸
引口を樹脂の吐出口から一番遠いエッジ・ブリーザー上
に取り付けた。そして、吐出口および吸引口の取り付け
部から空気が漏れないようにシール材８で密着させた。
次に、真空ポンプでバッグフィルムに覆われた内部を１
００ｋＰａの真空状態にした後、樹脂吐出口１０のバル
ブ１１を解放して樹脂粘度が４ポイズのビニルエステル
樹脂を注入し、樹脂拡散媒体から強化繊維基材に樹脂を
含浸させた。そして、強化繊維基材層に樹脂が含浸した
ことを確認した後、オートクレーブ内で空気を加圧媒体
として３００ｋＰａで加圧し余剰な樹脂をフローさせる
とともに８０℃に加熱し樹脂を硬化させた。なお、真空
ポンプは樹脂が硬化するまで運転した。樹脂硬化後にバ
ッグフィルムを除去し、成形型から脱型してＦＲＰ成形
品Ａを得た。比較例１比較例１として、樹脂拡散媒体を用いないことと、樹脂
注入後流体を用いて加圧しなかった他は実施例と同じよ
うにしてＦＲＰ成形品Ｂを得た。比較例２比較例２として、樹脂注入後、流体を用いて加圧しなか
った他は実施例と同じようにしてＦＲＰ成形品Ｃを得
た。

【００６０】これら樹脂含浸時間、強化繊維基材への樹
脂含浸状態などの成形性をまとめたのが次の表１であ
る。ここで、成形品のＶｆは、得られたＦＲＰから５ｃ
ｍ×５ｃｍの板を切り出し、それぞれの強化繊維重量か
ら求めた。

【００６１】以上の各実施例、比較例により得られた成
形品を得ることができた。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１に示すように、実施例のものは、強化
繊維基材への樹脂含浸を樹脂含浸媒体を用いて行うとと
もに樹脂含浸後バッグフィルム面から加圧することで、
未含浸部への樹脂含浸性が促進されるとともに余剰な樹
脂を除去できることから、短時間に確実に樹脂を繊維基
材層に均一に含浸させることができるとともに、目標Ｖ
ｆの５０％とほぼ同じであるＶｆ４９％のＦＲＰ成形品
を得ることができる。

【００６４】一方、比較例１のものにおいては、樹脂拡
散媒体を用いていないことから樹脂の含浸速度が遅く、
成形品の半分程度までしか樹脂が含浸しなかった。ま
た、樹脂含浸した部分のＶｆも３８％と低Ｖｆであっ
た。

【００６５】また、比較例２においては、樹脂拡散媒体
を用いたことから樹脂の含浸速度は速かったが、バッグ
フィルム面の加圧が真空減圧のみであることから成形品
において部分的な樹脂含浸不良部が観察されるとともに
Ｖｆが小さく４０％であった。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＲＰ成
形品の製造方法によれば、ＦＲＰ成形品を製造するにあ
たり樹脂拡散媒体を用いて強化繊維基材層に樹脂含浸を
行うとともに樹脂含浸後ないし樹脂含浸前にバッグフィ
ルム面の外部から加圧するため短時間で樹脂含浸が可能
であるとともに高Ｖｆでかつ所望のＶｆのＦＲＰ成形品
を得ることができ、強化繊維の持つ優れた機械的特性を
有効に発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法の実施に
用いる製造装置の一実施例の断面図である。

【図２】本発明に係る他のＦＲＰ成形品の製造方法の実
施に用いる製造装置の一実施例の断面図である。

【図３】本発明の製造方法に用いられる樹脂拡散媒体の
斜視図である。

【図４】本発明に係る一実施例で得られたＦＲＰ成形品
の斜視図である。

【符号の説明】

１：成形型２：強化繊維基材３：強化繊維基材層４：ピールプライ５：樹脂拡散媒体６：バッグフィルム７：エッジ・ブリーザー８：シール材９：真空吸引口１０：樹脂吐出口１１：バルブ１２：圧力容器１３：成形型（下型）１４：押さえ型（上型）１５：Ａ群のバー１６：Ｂ群のバー１７：ボート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F072 AA07 AB06 AB09 AB10 AB28 AB29 AD13 AD23 AD33 AD34 AD38 AE01 AG03 AH02 AH36 AH49 AK05 AL02 4F204 AA19 AB03 AD16 AH17 AH28 AH31 AM28 FA13 FB01 FF49 FG09 FN12 FQ37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形型の表面に、強化繊維基材層を配置
し、次いで、ピールプライ、樹脂拡散媒体の順で積層
し、この積層体をバッグフィルムで覆い、次にバッグフ
ィルムで覆われた内部を真空減圧しつつ樹脂拡散媒体を
介して強化繊維基材に樹脂を含浸させた後、バッグフィ
ルム面の外部から大気圧より大きな圧力をかけ、加圧し
つつ樹脂を硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂の
製造方法。
【請求項２】成形型の表面に、強化繊維基材層を配置
し、次いで、ピールプライ、樹脂拡散媒体の順で積層
し、この積層体をバッグフィルムで覆い、次にバッグフ
ィルムで覆われた内部を真空減圧するとともにバッグフ
ィルム面の外部から大気圧より大きな圧力をかけながら
樹脂拡散媒体を介して強化繊維基材に樹脂を含浸し硬化
させることを特徴とする繊維強化樹脂の製造方法。
【請求項３】前記バッグフィルム面の加圧手段が、流体
を用いた加圧であることを特徴とする請求項１ないし２
記載の繊維強化樹脂の製造方法。
【請求項４】前記バッグフィルム面の加圧手段が、型を
用いた機械的な加圧であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の繊維強化樹脂の製造方法。
【請求項５】前記強化繊維基材層が発泡体の表面に強化
繊維基材を配置したサンドイッチ構成であることを特徴
とする請求項１、２、３または４記載の繊維強化樹脂の
製造方法。
【請求項６】前記強化繊維基材層が、織物または多軸ス
テッチ基材から構成されることを特徴とする請求項１、
２、３、４または５記載の繊維強化樹脂の成形方法。
【請求項７】前記強化繊維基材層が、強化繊維基材の層
間にシート状繊維材料を配置した構成であることを特徴
とする請求項１、２、３、４または５記載の繊維強化樹
脂の成形方法。
【請求項８】前記バッグフィルムと樹脂拡散媒体間に押
さえ板を介在させることを特徴とする請求項１、２、
３、５、６または７記載の繊維強化樹脂の製造方法。
【請求項９】樹脂が硬化させた後、ピールプライおよび
樹脂拡散媒体を除去することを特徴とする請求項１、
２、３、４、５、６、７または８のいずれかに記載の繊
維強化樹脂の成形方法。