(57)【要約】【課題】品質の良いＦＲＰ成形品を提供すること。【解決手段】繊維が配置されている成形型のキャビティ内に樹脂を注入することによってＦＲＰを製造する製造方法であって、前記空間に前記樹脂を注入する注入工程と、超音波送受信装置により、超音波を前記樹脂に対して送信し、その超音波を受信する超音波送受信工程と、前記超音波送受信工程により受信した超音波を測定する超音波測定工程と、前記超音波測定工程により前記樹脂の前記繊維への含浸状態を判定する判定工程と、を含むＦＲＰの製造方法を提供する。【選択図】図６
2020082502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維が配置されている成形型のキャビティ内に樹脂を注入することによってＦＲＰを製造する製造方法であって、
前記空間に前記樹脂を注入する注入工程と、
超音波送受信装置により、超音波を前記樹脂に対して送信し、その超音波を受信する超音波送受信工程と、
前記超音波送受信工程により受信した超音波を測定する超音波測定工程と、
前記超音波測定工程により前記樹脂の前記繊維への含浸状態を判定する判定工程と、を含むＦＲＰの製造方法。
【請求項２】
前記判定工程は、前記超音波測定工程により測定した超音波の所定の振幅が一定となった場合に、前記樹脂の前記繊維への含浸が完了したと判定するものである請求項１記載のＦＲＰの製造方法。
【請求項３】
前記繊維がガラス繊維又は炭素繊維である請求項１又は２記載のＦＲＰの製造方法。
【請求項４】
前記樹脂が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である請求項１、２又は３記載のＦＲＰの製造方法。
【請求項５】
繊維が配置されている成形型のキャビティ内に注入される樹脂の含浸過程を検査するＦＲＰの検査方法であって、
超音波送受信装置により、超音波を前記樹脂に対して送信し、その超音波を受信する超音波送受信工程と、
前記超音波送受信工程により受信した超音波を測定する超音波測定工程と、
前記超音波測定工程により前記樹脂の前記繊維への含浸状態を判定する判定工程と、を含むＦＲＰの検査方法。
【請求項６】
繊維が配置されている成形型のキャビティ内に樹脂を注入することによって製造された硬化完了後のＦＲＰの検査方法であって、
超音波送受信装置により、超音波を硬化した樹脂に対して送信し、その超音波を受信する超音波送受信工程と、
前記超音波送受信工程により受信した超音波を測定する超音波測定工程と、
前記超音波測定工程により前記樹脂の前記繊維への含浸状態を判定する判定工程と、を含むＦＲＰの検査方法。
【請求項７】
前記判定工程は、前記超音波測定工程により測定した超音波の所定の振幅が一定となった場合に、前記樹脂の前記繊維への含浸が完了したと判定するものである請求項３又は請求項４記載のＦＲＰの検査方法。
【請求項８】
前記繊維がガラス繊維又は炭素繊維である請求項５、６又は７記載のＦＲＰの検査方法。
【請求項９】
前記樹脂が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である請求項５乃至８のいずれかに記載のＦＲＰの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）成形における樹脂含浸過程の非破壊検査法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ 繊維強化プラスチック）の成形品では、成形時に気泡ができてしまったり、繊維の樹脂による含浸不良等が生じたりする場合があった。
【０００３】
そのため、ＦＲＰの品質にばらつきが生じ、不良品が複数発生してしまうという問題があった。
【０００４】
一般的なＦＲＰの成型方法の一つにＲＴＭ成形がある。ＲＴＭ成形は、型の内部空間に強化繊維を配置し、型を閉じた後、樹脂を注入して成形するというものである。
【０００５】
しかしながら、一般的に型は不透明であり、樹脂の浸透状況及び樹脂の浸透確認は、成形後、成形品を取り出し、断面を顕微鏡観察するか、超音波探傷及びＸ線ＣＴなどにより内部の欠陥を検出することで判断されてきた。
【０００６】
特許文献１では、ＦＲＰの肉厚部の強度を診断することができるＦＲＰ強度診断装置及びその診断方法が開示されている。
【０００７】
具体的には、ＦＲＰの肉厚部の強度を診断するＦＲＰ強度診断装置であって、  検査対象の肉厚部に超音波の送信及び受信をする超音波アレイセンサと、  前記超音波アレイセンサにフェーズドアレイ方式による超音波の送信及び受信を行う超音波探傷部と、  前記超音波探傷部で得た超音波の受信の情報に基づいてＦＲＰの肉厚部の健全肉厚厚さと健全面積率と浸食深さを算出する健全肉厚及び劣化部分算出部と、  前記ＦＲＰの肉厚部の浸食深さ及び健全面積率に関連付けられたＦＲＰの劣化の評価ランクを記憶した評価記憶部と、  前記健全肉厚及び劣化部分算出部で得た健全肉厚厚さと浸食深さと健全面積率と前記評価記憶部とに基づいて、前記検査対象の肉厚部の浸食の評価ランク付けを行う劣化評価部と、  前記劣化評価部の評価の結果を表示する表示部とを備える、ＦＲＰ強度診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−１９０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１は硬化した後のＦＲＰの強度診断であり、成形中のＦＲＰを測定するものではない。
【００１０】
一方で、ＦＲＰの成形において、上述したように、樹脂をフル含浸させる必要があるが、樹脂の含浸不足により空気の気泡（空洞）が生成される場合がある。この場合、ＦＲＰ成形品は強度不足となり、製品不良となってしまう。
【００１１】
また、ＦＲＰの成形において、樹脂の到達充填はそれを検知する方法として、圧力、誘電率、あるいは光センサーを用いて行われてきたが、これらは空気と樹脂の物理的特性の違いにより検出するもので、数百本、数千本のモノフィラメントの内部にまで樹脂が充填されたことを測定する手段がなかった。
【００１２】
つまり、ドライの繊維に対して樹脂を含侵するには、繊維の束の内部にまで充填を完了することが必要である。
【００１３】
しかし、繊維束の外部が樹脂で覆われても（樹脂が到達しても）内部の繊維束にまで完全に含侵が出来たとは言えず、その測定方法もなかった。
【００１４】
また、ＦＲＰの成形途中において、樹脂の含浸性が測定されることはなかった。
【００１５】
一方、ドライ繊維への樹脂の含侵過程において、繊維の表面処理、樹脂の粘度や表面張力など、繊維と樹脂の相性も重要なファクターの一つである。これら相性を含めて完全含侵のプロセスを把握することは非常に重要な要素である。
【００１６】
本発明の目的は、品質の良いＦＲＰ成形品を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、信頼性の高いＦＲＰ成形品の検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の局面に係るＦＲＰの製造方法は、繊維が配置されている成形型のキャビティ内に樹脂を注入することによってＦＲＰを製造する製造方法であって、
前記空間に前記樹脂を注入する注入工程と、
超音波送受信装置により、超音波を前記樹脂に対して送信し、その超音波を受信する超音波送受信工程と、
前記超音波送受信工程により受信した超音波を測定する超音波測定工程と、
前記超音波測定工程により前記樹脂の前記繊維への含浸状態を判定する判定工程と、を含むＦＲＰの製造方法である。
【００１９】
樹脂は、超音波測定装置が配置されている位置まで未到達のとき、超音波は透過せず、表示の電圧は低い状態電圧出力にとどまっている。
【００２０】
そして、樹脂が、超音波測定装置が配置されている位置まで到達したとき、超音波は通過し始め、電圧は徐々に上昇する。
【００２１】
樹脂が繊維に対して完全含侵のとき、超音波はより透過しやすくなり、やがて電圧は最高値を示して飽和に達する（グラフがほぼ一定になる）。
【００２２】
この製造方法であれば繊維への樹脂の含浸状態がわかるため、ＦＲＰの品質を向上させることができる。
【００２３】
本発明の第２の局面に係るＦＲＰの製造方法は、第１の局面に係るＦＲＰの製造方法であって、前記判定工程は、前記超音波測定工程により測定した超音波の所定の振幅が一定となった場合に、前記樹脂の前記繊維への含浸が完了したと判定するものであるＦＲＰの製造方法である。
【００２４】
「振幅が一定」とは、一定だけでなく、ほぼ一定を含む概念である。なお、樹脂の繊維への含浸が完了してから樹脂が硬化したとき、樹脂の粘性が向上することにより振幅が若干小さくなり、その後樹脂の硬化により振幅が若干大きくなる場合があるが、この幅も「振幅が一定」に含む概念である。
【００２５】
超音波の所定の振幅がほぼ一定になることにより、樹脂の繊維への含浸が完了したとわかる。また、所定の振幅がほぼ一定になる時間、つまり樹脂の繊維への含浸が完了する時間がわかる。
【００２６】
本発明の第３の局面に係るＦＲＰの製造方法は、第１の局面又は第２の局面に係るＦＲＰの製造方法であって、前記繊維がガラス繊維又は炭素繊維であるＦＲＰの製造方法である。
【００２７】
本発明の第４の局面に係るＦＲＰの製造方法は、第１の局面、第２の局面又は第３の局面に係るＦＲＰの製造方法であって、前記樹脂が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂であるＦＲＰの製造方法である。
【００２８】
本発明の第５の局面に係るＦＲＰの検査方法は、繊維が配置されている成形型のキャビティ内に注入される樹脂の含浸過程を検査するＦＲＰの検査方法であって、
超音波送受信装置により、超音波を前記樹脂に対して送信し、その超音波を受信する超音波送受信工程と、
前記超音波送受信工程により受信した超音波を測定する超音波測定工程と、
前記超音波測定工程により前記樹脂の前記繊維への含浸状態を判定する判定工程と、を含むＦＲＰの検査方法である。
【００２９】
この方法であれば繊維への樹脂の含浸状態がわかるため、ＦＲＰの検査方法の信頼性が向上する。
【００３０】
本発明の第６の局面に係るＦＲＰの検査方法は、繊維が配置されている成形型のキャビティ内に樹脂を注入することによって製造された硬化完了後のＦＲＰの検査方法であって、
超音波送受信装置により、超音波を硬化した樹脂に対して送信し、その超音波を受信する超音波送受信工程と、
前記超音波送受信工程により受信した超音波を測定する超音波測定工程と、
前記超音波測定工程により前記樹脂の前記繊維への含浸状態を判定する判定工程と、を含むＦＲＰの検査方法である。
【００３１】
この方法であれば樹脂が硬化した後であっても繊維への樹脂の含浸状態がわかるため、ＦＲＰの検査方法の信頼性が向上する。
【００３２】
本発明の第７の局面に係るＦＲＰの検査方法は、第５の局面又は第６の局面に係るＦＲＰの検査方法であって、前記判定工程は、前記超音波測定工程により測定した超音波の所定の振幅が一定となった場合に、前記樹脂の前記繊維への含浸が完了したと判定するものであるＦＲＰの検査方法である。
【００３３】
上述の通り、「振幅が一定」とは、一定だけでなく、ほぼ一定を含む概念である。超音波の所定の振幅がほぼ一定になることにより、樹脂の繊維への含浸が完了したとわかる。また、所定の振幅がほぼ一定になる時間、つまり樹脂の繊維への含浸が完了する時間がわかる。
【００３４】
本発明の第８の局面に係るＦＲＰの検査方法は、第５の局面、第６の局面又は第７の局面に係るＦＲＰの検査方法であって、前記繊維がガラス繊維又は炭素繊維であるＦＲＰの検査方法である。
【００３５】
本発明の第９の局面に係るＦＲＰの検査方法は、第５の局面乃至第８の局面のいずれかのＦＲＰの検査方法であって、前記樹脂が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂であるＦＲＰの製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る一実施形態における浸透測定装置の概念図。
【図２】実験１における横軸に時間、縦軸にフローフロント（樹脂の液面）の高さを表したグラフ。
【図３】横軸が時間〔μ秒〕、縦軸が振幅〔Ｖ〕を表した超音波受信波形の一例。
【図４】実験１における横軸が樹脂Ｒを樹脂浸透装置２００に注入した経過時間〔分〕、縦軸が振幅〔Ｖ〕を表したグラフ。
【図５】実験１における横軸が樹脂Ｒを樹脂浸透装置２００に注入した経過時間〔分〕、縦軸が振幅〔Ｖ〕を表したグラフ。
【図６】実験１における樹脂Ｒのフローフロントの位置と、超音波測定結果を比較したグラフ。
【図７】実験２における横軸に時間、縦軸にフローフロント（樹脂の液面）の高さを表したグラフ。
【図８】実験２における横軸が樹脂Ｒを樹脂浸透装置２００に注入した経過時間〔分〕、縦軸が振幅〔Ｖ〕を表したグラフ。
【図９】実験２における横軸が樹脂Ｒを樹脂浸透装置２００に注入した経過時間〔分〕、縦軸が振幅〔Ｖ〕を表したグラフ。
【図１０】実験２における樹脂Ｒのフローフロントの位置と、超音波測定結果を比較したグラフ。
【図１１】本発明に係る一実施形態の樹脂含浸過程の非破壊検査法のフローチャート。
【図１２】超音波信号に与える樹脂含浸状態の影響を評価するために，硬化させた試料。
【図１３】超音波信号に与える樹脂含浸状態の影響を評価するために，硬化させた試料の拡大図。
【図１４】硬化させた試料の受信波強度を表したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態に関して図面を参照しながら説明する。具体的には、図１に示す浸透測定装置１００を用いて樹脂Ｒの樹脂含浸過程の非破壊検査法及び樹脂製造方法について説明する。
【００３８】
（浸透測定装置１００）
本実施形態における浸透測定装置１００は、
ガラス繊維Ｇに樹脂Ｒを浸透させるための樹脂浸透装置２００と、
樹脂浸透装置２００に取り付けられる超音波測定装置３００と、
樹脂浸透装置２００において樹脂Ｒがガラス繊維Ｇに浸透していく様子を撮像する撮像装置４００と、
超音波測定装置３００で測定した超音波をデジタル変換するデジタル・オシロスコープ５００と、
デジタル・オシロスコープ５００でデジタル変換されたデータと、撮像装置４００で撮像された樹脂Ｒのフローフロントの高さデータとを比較するコンピュータ６００と、を含む。
【００３９】
本実施形態における樹脂浸透装置２００は、アルミ製の下金型２１０と、
下金型２１０に対して上方に配置される上金型２２０と、
下金型２１０の下方から樹脂Ｒを注入する注入装置２３０と、
下金型２１０と上金型２２０とで構成される内部空間を脱気するための真空装置（図示しない）と、を含む。
【００４０】
本実施形態では、樹脂Ｒの状態を観察するため、上金型２２０は透明性を有するアクリル板とし、上金型２２０の側方から撮影装置４００であるビデオカメラで撮影をする。なお、下金型２１０及び上金型２２０は金属でなくてもよい。
【００４１】
また、本実施形態ではガラス繊維Ｇを用いて説明するが、ガラス繊維以外の繊維、例えば炭素繊維であってもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、樹脂Ｒは熱硬化性樹脂を用いているが、熱可塑性樹脂であってもよい。樹脂の例としては、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４３】
下金型２１０は、樹脂Ｒを注入する注入口２１１と、脱気するための排気口（図示しない）と、下金型２１０と上金型２２０とを密着させるためのシール部（図示しない）と、上金型２２０を固定する固定部（図示しない）と、を有する。
【００４４】
図１に示すように、注入口２１１は、下金型２１０の略中央部に配置されている。
【００４５】
注入口２１１には、注入装置２３０の注入チューブ２３１が挿入され、樹脂Ｒが注入される。
【００４６】
本実施形態では、注入口２１０及び排気口（図示しない）の形状は平面視略円形である。
【００４７】
排気口（図示しない）は、下金型２１０と上金型２２０とで構成される内部空間を脱気するところである。
【００４８】
シール部（図示しない）は、シリコンやゴム等の弾性を有する部材を下金型２００に設けられた溝に嵌めることにより構成される。
【００４９】
シール部（図示しない）によって下金型２１０と上金型２２０とが密着し、下金型２１０と上金型２２０とによって構成される内部空間がほぼ密閉空間となる。
【００５０】
シール部（図示しない）の周辺には、下金型２１０と上金型２２０とをしっかりと密着させるため、締結部材であるボルト（図示しない）を螺合させるためのネジ穴（図示しない）が設けられている。
【００５１】
上金型２２０は、第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂを含む。第１上金型２２０ａと第２上金型２２０ｂとの間にはガラス繊維Ｇが配置される。
【００５２】
具体的には、第１上金型２２０ａと第２上金型２２０ｂと下金型２１０とで内部空間構成され、その内部空間内（成形型のキャビティ内）にガラス繊維Ｇが配置される。
【００５３】
第１上金型２２０ａと第２上金型２２０ｂとは、下金型２１０上に配置され、互いに接続されることにより、ガラス繊維Ｇが配置され樹脂Ｒが注入される内部空間が構成されるように窪み部を有する。なお、樹脂Ｒは、下金型２１０の注入口２１１から注入される。
【００５４】
上金型２２０は、下金型２１０と密着させるためのボルト（図示しない）を挿入する貫通孔（図示しない）を有する。
【００５５】
なお、第１上金型２２０ａと第２上金型２２０ｂとは、ボルト（図示しない）によって密着するように接続される構成であってもよい。
【００５６】
上金型２２０は、アクリル板で構成され、側面から撮像装置４００で下金型２１０と第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂの間で構成された内部（成形型のキャビティ内）を撮影できるようになっている。
【００５７】
下金型２１０及び上金型２２０によって構成される内部空間が減圧されることによって、前記内部空間内に樹脂Ｒが注入口２１１から注入される。
【００５８】
下金型２１０に上金型２２０が配置されることにより内部空間が構成される。前記内部空間は、注入口２１１及び排気口（図示しない）以外はシール部（図示しない）及びボルト（図示しない）によってシーリングされ密閉構造となっている。
【００５９】
したがって、排気口２２０から排気されることにより、下金型２１０及び上金型２２０によって構成される内部空間は減圧される。
【００６０】
注入装置２３０は、樹脂Ｒを注入するチューブ部２３１と、樹脂Ｒを溜める樹脂貯留部２３２と、を備える。
【００６１】
チューブ部２３１は、一端が樹脂貯留部２３２に接続され、他端が下金型２１０の注入口２１１に接続されている。
【００６２】
樹脂貯留部２３２は、樹脂Ｒを貯留するところである。具体的には、樹脂貯留部２３２には、硬化剤が混合された樹脂Ｒが貯留されている。
【００６３】
真空装置（図示しない）は、樹脂Ｒを吸い込んだ場合に樹脂Ｒを回収する樹脂回収部（図示しない）と、
減圧する圧力を調節する真空レギュレータ部（図示しない）と、
減圧するための真空ポンプ（図示しない）と、を含む。
【００６４】
樹脂回収部（図示しない）は、真空装置（図示しない）が樹脂Ｒを吸い込んだ場合に樹脂Ｒを回収するところである。
【００６５】
真空レギュレータ（図示しない）は、圧力を調節する装置である。真空レギュレータ（図示しない）により、下金型２１０、第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂによって構成される内部空間の内圧が調節される。
【００６６】
真空ポンプ（図示しない）は、下金型２１０、第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂによって構成される内部空間の内圧を減圧する。
【００６７】
真空ポンプ（図示しない）は、下金型２１０、第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂによって構成される内部空間の内圧を減圧することによって、注入装置２３０から樹脂Ｒが、注入口２１１を介して前記内部空間に注入される。
【００６８】
超音波測定装置３００は、超音波信号を発信する発信器３１０と、超音波信号を受信する受信器３２０と、を含む。
【００６９】
超音波測定装置３００は、ガラス繊維Ｇが配置されている下金型２１０、第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂで構成される内部空間の超音波透過率を調べる。
【００７０】
具体的には、発信器３１０で発信された超音波を受信器３２０が受信する。
【００７１】
超音波測定装置３００は、デジタル・オシロスコープ５００と接続されている。したがって、超音波測定装置３００によって測定された超音波信号は、デジタル・オシロスコープ５００に送信される。
【００７２】
超音波の透過率はその間に入る物質及び距離によって変化する。つまり、発信器３１０と受信器３２０との間に入る物質と、発信器３１０と受信器３２０との距離によって変化する。
【００７３】
当該物質及び当該距離が一定の場合、超音波の透過率は一定とみなすことができる。
【００７４】
超音波の透過率を一定とみなした場合であっても、発信器３１０と受信器３２０との間の物質の気泡や欠陥の量により、透過率は変化する。
【００７５】
撮影装置４００であるビデオカメラは、上金型２２０を側方から撮影する。上金型２２０は透明性を有するアクリル板であるため、撮像装置４００によって、下金型２１０、第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂによって構成される内部空間の様子が撮像される。
【００７６】
つまり、撮像装置４００は、下金型２１０、第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂによって構成される内部空間内に注入された樹脂Ｒが、ガラス繊維Ｇが配置された前記内部空間内（成形型のキャビティ内）を上昇していく様子を撮像する。
【００７７】
特に、撮像装置４００は、下金型２１０、第１上金型２２０ａ及び第２上金型２２０ｂによって構成される内部空間内に注入された樹脂Ｒのフローフロントの位置（高さ）を撮像する。
【００７８】
デジタル・オシロスコープ５００は、超音波測定装置３００から受信した超音波信号をデジタル信号に変換する。変換された超音波信号は、コンピュータ６００に送信される。
【００７９】
コンピュータ６００は、デジタル信号に変換された超音波信号を受信する。コンピュータ６００は、超音波信号に基づきグラフ等にすることができる。
【００８０】
＜実験１＞
実験１は、浸透測定装置１００を用いて、上金型２２０として幅３０ｃｍ、厚み１ｍｍのアクリル板を２枚（第１上金型２２０ａ、第２上金型２２０ｂ）使用し、内部にガラス繊維Ｇを配置して行う。
【００８１】
ガラス繊維は、２層のＣＳＭ（ガラス繊維チョップドストランドマット）が用いられている。
【００８２】
撮像装置４００であるビデオカメラで樹脂浸透装置２００を撮像し、経過時間と、下金型２００からフローフロント（樹脂の液面）の位置の関係をグラフ化する。
【００８３】
図２は、横軸が樹脂Ｒを樹脂浸透装置２００に注入した経過時間〔分〕、縦軸が下金型２００からフローフロント（樹脂の液面）の高さ〔ｍｍ〕を表している。
【００８４】
なお、超音波測定装置３００が取り付けられている位置ではフローフロントの位置が、撮像装置４００であるビデオカメラによって撮像できなかったため、測定できていない。
【００８５】
超音波の波形は、スパイク・パルスであり、周波数は１．０ＭＨｚ、波形取り込み間隔は２０秒である。
【００８６】
図３は、超音波受信波形の一例である。図３は、横軸が時間〔μ秒〕、縦軸が振幅〔Ｖ〕を表している。樹脂含浸過程を評価するために、図３中の第１波の振幅Ｖを２０秒ごとに計測する。
【００８７】
図４及び図５は、横軸が樹脂Ｒを樹脂浸透装置２００に注入した経過時間〔分〕、縦軸が振幅〔Ｖ〕を表している。
【００８８】
図４及び図５からわかるように、約６分３０秒と約１５分の２回、グラフの傾きに大きな変化がある。また、約４０分付近からは受信波信号が弱くなり、その後徐々に強くなっている。
【００８９】
また、図４及び図５からわかるように、樹脂Ｒが、超音波測定装置３００が配置されている高さまで未到達のとき、超音波は透過せず、表示の電圧は低い状態電圧出力にとどまっている。
【００９０】
そして、樹脂Ｒが、超音波測定装置３００が配置されている高さまで到達したとき、超音波は通過し始め、電圧は徐々に上昇する。
【００９１】
樹脂Ｒがガラス繊維Ｇに対して完全含侵のとき、超音波はより透過しやすくなり、やがて電圧は最高値を示して飽和に達する（グラフがほぼ一定になる）。
【００９２】
図６は、図２の樹脂Ｒのフローフロントの位置と、図４及び図５の超音波測定結果を比較したグラフである。
【００９３】
図６から樹脂Ｒのフローフロントが発信器３１０及び受信器３２０が配置されている位置に到達した時間とほぼ同じタイミングで超音波信号が検出されている。
【００９４】
また、樹脂Ｒのフローフロントが発信器３１０及び受信器３２０が配置されている位置を通過し終えるタイミングで超音波のグラフの傾きが変化している。
【００９５】
これは、樹脂Ｒのフローフロントが発信器３１０及び受信器３２０が配置されている位置を通過し終えた時点でガラス繊維Ｇへの樹脂含浸が見た目上完了し、その後は、繊維束内に取り残された微小空洞が時間と共に徐々に減少していく過程に対応している。
【００９６】
また、約４０分付近からは受信波信号が弱くなっているのは、樹脂Ｒのゲル化が生じて樹脂の粘性が上がったからである。
【００９７】
受信波信号が約４０分付近から弱くなった後、再度強くなっているのは、樹脂Ｒが硬化したためである。
【００９８】
＜実験２＞
実験２は、実験１に係るガラス繊維Ｇをロービングクロス（５８０ｇ／ｍ２）に変更したものである。実験１と同様の内容に関しては省略する。または簡略して説明する。
【００９９】
図７は、横軸が樹脂Ｒを樹脂浸透装置２００に注入した経過時間〔分〕、縦軸が下金型２００からフローフロント（樹脂の液面）の高さ〔ｍｍ〕を表している。
【０１００】
図８及び図９は、横軸が樹脂Ｒを樹脂浸透装置２００に注入した経過時間〔分〕、縦軸が振幅〔Ｖ〕を表している。
【０１０１】
図８及び図９からわかるように、約１分と約２分付近でグラフの傾きに大きな変化がある。また、実験１と同様に、約４０分付近からは受信波信号が弱くなり、その後徐々に強くなっている。
【０１０２】
図８及び図９でも図４及び図５と同様に、樹脂Ｒが、超音波測定装置３００が配置されている位置に未到達のとき、超音波は透過せず、表示の電圧は低い状態電圧出力にとどまっている。
【０１０３】
また、図８及び図９からわかるように、樹脂Ｒが、超音波測定装置３００が配置されている高さまで未到達のとき、超音波は透過せず、表示の電圧は低い状態電圧出力にとどまっている。
【０１０４】
そして、樹脂Ｒが、超音波測定装置３００が配置されている高さまで到達したとき、超音波は通過し始め、電圧は徐々に上昇する。
【０１０５】
樹脂Ｒがガラス繊維Ｇに対して完全含侵のとき、超音波はより透過しやすくなり、やがて電圧は最高値を示して飽和に達する（グラフがほぼ一定になる）。
【０１０６】
図１０は、図７の樹脂Ｒのフローフロントの位置と、図８及び図９の超音波測定結果を比較したグラフである。
【０１０７】
図１０から樹脂Ｒのフローフロントが発信器３１０及び受信器３２０が配置されている位置に到達した時間とほぼ同じタイミングで超音波信号が検出されている。
【０１０８】
また、樹脂Ｒのフローフロントが発信器３１０及び受信器３２０が配置されている位置を通過し終えるタイミングで超音波のグラフの傾きが変化している。
【０１０９】
これは、樹脂Ｒのフローフロントが発信器３１０及び受信器３２０が配置されている位置を通過し終えた時点でガラス繊維Ｇへの樹脂含浸が見た目上完了し、その後は、繊維束内に取り残された微小空洞が時間と共に徐々に減少していく過程に対応しているものと思われる。
【０１１０】
また、約４０分付近からは受信波信号が弱くなっているのは、樹脂Ｒのゲル化が生じて樹脂の粘性が上がったからである。
【０１１１】
受信波信号が約４０分付近から弱くなった後、再度強くなっているのは、樹脂Ｒが硬化したためである。
【０１１２】
したがって、実験１及び実験２から、品質の良いＦＲＰを製造するためには、樹脂が容器内を満たしてから所定時間、樹脂を注入する必要があるが、その時間は、樹脂Ｒ及びガラス繊維Ｇによって異なる。
【０１１３】
しかし、本願発明による樹脂含浸過程の非破壊検査法を用いることにより、又は当該方法を製造方法に組み込むことにより、樹脂の繊維への含浸状況がわかり、品質の良いＦＲＰを製造することができる。
【０１１４】
（樹脂含浸過程の非破壊検査法）
樹脂含浸過程の非破壊検査法は以下の通りである。樹脂含浸過程の非破壊検査法を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【０１１５】
樹脂浸透装置２００にガラス繊維Ｇが配置される（ステップＳ１１）。
【０１１６】
樹脂浸透装置２００に樹脂Ｒが注入される（ステップＳ１２、注入工程）。
【０１１７】
樹脂浸透装置２００内の樹脂Ｒのフローフロントの位置が、撮像装置４００であるビデオカメラによって撮像され、測定される（ステップＳ１３、撮像工程）。
【０１１８】
樹脂浸透装置２００内の所定の位置の樹脂Ｒの含浸過程が超音波測定装置３００により測定される（ステップＳ１４、超音波送受信工程、超音波測定工程）。
【０１１９】
横軸が時間、縦軸が振幅のグラフにおいて、グラフがほぼ一定になった時間で、樹脂Ｒのガラス繊維Ｇへの含浸が完了したと判定し、樹脂Ｒの注入が停止される(ステップＳ１５、判定工程)。
【０１２０】
このような樹脂含浸過程の非破壊検査法を用いることにより、樹脂Ｒ及びガラス繊維Ｇごとの樹脂の含浸時間を判断することができる。
【０１２１】
また、超音波測定をＦＲＰの製造方法に組み込むことにより、ＦＲＰを破壊することなく、樹脂の含浸状況がわかり、ＦＲＰの品質が向上する。
【０１２２】
（樹脂硬化後の超音波測定）
アルミニウム製の下型と１５ｍｍ厚のアクリル製上型の間（３ｍｍ）に、繊維材３００ｍｍ×３００ｍｍ をセットし、外周はシリコンゴム製丸紐をシール材として、ボルトナットで固定する。
【０１２３】
樹脂はビニールエステル（リポキシＲ８０６Ｂ、昭和電工株式会社製）に硬化剤（３２８Ｅ、化薬アクゾ株式会社製）を０．７〜１．５％混入したものを使用する。
【０１２４】
繊維材はガラス繊維とし、チョップドストランドマット（ＣＳＭ）（４５０ｇ／ｍ２）を使用する。
【０１２５】
真空ポンプにより０．０２ｋＰａの負圧をかけることで繊維材中に樹脂を含浸させ硬化させた。
【０１２６】
図１２及び図１３は、超音波信号に与える樹脂含浸状態の影響を評価するために，硬化させた試料（マット５層，板厚３ｍｍ）である。
【０１２７】
図１２及び図１３に示す樹脂含浸状態の異なる４点（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）について超音波測定装置３００により超音波測定を行った。入力信号はスパイクパルスとし、１ＭＨｚ の発信器３１０及び受信器３２０を用いて測定を行った。
【０１２８】
図１４に各測定位置における受信波強度をグラフ化したものを示す。Ａ、Ｂのような肉眼では気泡の混入が分かりにくい場所と、Ｃ、Ｄのような肉眼でも空気の混入がはっきりわかる場所と、では超音波の最大振幅（図１４のグラフ縦軸）に明らかな違いがあった。
【０１２９】
つまり、図１４のグラフより、Ａ、Ｂのような肉眼では気泡の混入が分かりにくい場所での超音波の最大振幅は、Ｃ、Ｄのように肉眼でも空気の混入がわかる場所での超音波の最大振幅より大きいことがわかる。
【０１３０】
また、ＡとＢとでは、肉眼では空気の混入具合の差が分かりにくいが、超音波を用いると明確にその差がわかる。つまり、ＡとＢとでは、Ａのほうが、樹脂含浸状態が良いことがわかる。
【０１３１】
したがって、目視では確認困難な繊維束への樹脂含浸状態を超音波測定により評価ができることがわかる。
【０１３２】
また、上記樹脂含浸過程の非破壊検査法を取り入れたＦＲＰの製造方法であれば、製品の品質が向上する。ＦＲＰの製造方法は一般的に用いられている製造方法であるため説明を省略する。
【０１３３】
なお、上記樹脂含浸過程の非破壊検査法を取り入れたＦＲＰの製造方法において、超音波を測定する箇所は、樹脂が含浸しにくい場所が好ましい。
【０１３４】
また、上記樹脂含浸過程の非破壊検査法は、製造中のＦＲＰだけでなく、硬化した後のＦＲＰにおいても非常に有効である。
【０１３５】
また、本発明はＲＴＭ成形だけでなく、ＳＭＣ（Ｓｈｅｅｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ＣＦＰＲ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）の成形過程にも用いることができる。
【０１３６】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。
【符号の説明】
【０１３７】
１００…浸透測定装置
２００…樹脂浸透装置
２１０…下金型
２２０…上金型
２２０ａ…第１上金型
２２０ｂ…第２上金型
２３０…注入装置
３００…超音波測定装置
４００…撮像装置
５００…デジタル・オシロスコープ
６００…コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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