(57)【要約】【課題】樹脂の含浸、硬化時に持続的な圧力付与や可動型の位置制御が不要な成形方法の適用が可能で、成形工程及び成形設備の構成を複雑化せずに、成形品の表面品質が優れる繊維強化複合材を得る。【解決手段】繊維強化複合材用の中間基材１１は、積層繊維層１２が結合糸１３で結合された強化基材１４の繊維積層方向の両側に複数枚の離型シート１５が一体化されている。中間基材１１は、成形型にセットされ、マトリックス樹脂の含浸、硬化後、一次成形品の複合材が成形型から取り出される。そして、一次成形品からヒケが発生した離型シート１５を除去して、ヒケの存在しない製品としての成形品が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層繊維層からなる強化基材の少なくとも片側に欠陥吸収層が一体化された状態で前記強化基材を成形型にセットし、前記強化基材にマトリックス樹脂の含浸、硬化後、成形品から前記欠陥吸収層を除去することを特徴とする繊維強化複合材の製造方法。
【請求項２】
前記マトリックス樹脂の含浸、硬化の際、前記強化基材の片側に配置された前記欠陥吸収層に欠陥が生じるように前記成形型の温度制御を行う請求項１に記載の繊維強化複合材の製造方法。
【請求項３】
前記マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂である請求項１又は請求項２に記載の繊維強化複合材の製造方法。
【請求項４】
前記欠陥吸収層は離型シートである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の繊維強化複合材の製造方法。
【請求項５】
前記強化基材は積層繊維層が結合糸で結合されており、前記欠陥吸収層は前記結合糸により前記強化基材と一体化される請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の繊維強化複合材の製造方法。
【請求項６】
積層繊維層からなる強化基材の繊維積層方向の少なくとも片側に欠陥吸収層が一体化されていることを特徴とする繊維強化複合材用中間基材。
【請求項７】
前記欠陥吸収層は離型シートである請求項６に記載の繊維強化複合材用中間基材。
【請求項８】
前記離型シートは複数枚からなる請求項７に記載の繊維強化複合材用中間基材。
【請求項９】
前記強化基材は積層繊維層が結合糸で結合されており、前記欠陥吸収層は前記結合糸により前記強化基材と一体化されている請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の繊維強化複合材用中間基材。
【請求項１０】
前記結合糸は繊維強化複合材のマトリックス樹脂に可溶である請求項９に記載の繊維強化複合材用中間基材。
【請求項１１】
前記マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂であり、前記結合糸はフェノキシ樹脂繊維製である請求項１０に記載の繊維強化複合材用中間基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化複合材の製造方法及び繊維強化複合材用中間基材に係り、詳しくは積層繊維層を強化基材として表面品質が優れる繊維強化複合材を製造することができる繊維強化複合材の製造方法及び繊維強化複合材用中間基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材のうちマトリックスを樹脂とした繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の成形方法には、いくつか成形方法が知られているが、強化基材として積層繊維層を用いたＦＲＰを成形するには、成形サイクルが短く、生産性が高いという等の利点があることからＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法が用いられることが多い。ＲＴＭ法は、成形型内に形成されるキャビティ内に強化基材を配置し、該キャビティ内に樹脂を注入して強化基材に含浸させた後、樹脂を硬化させ、硬化後に脱型してＦＲＰ成形品を得るというものである。積層繊維層としては、織物、編物、不織布の積層体や積層繊維層を結合糸で結合した三次元繊維構造体等が挙げられる。
【０００３】
ＲＴＭ法で成形された成形品には、通常、樹脂含浸性や樹脂の硬化収縮による成形品表面のヒケが発生する。ヒケの発生を防止するため、ベントを介して成形型のキャビティ内を減圧しながら、該キャビティ内に注入口から合成樹脂を注入して充填するとともに、該合成樹脂を前記キャビティ内から前記ベントを介してキャビティ外に溢れ出させ、その後、溢れ出させた合成樹脂を前記ベントからの溢出圧力に抗するように加圧する成形方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、固定型に対向して配設され、固定型に対して近接離間可能に構成され、かつ固定型に対する可動型の位置を制御可能な成形装置を使用し、硬化終了まで可動型で樹脂に面圧を付与し続け、樹脂含浸性を高めるとともにヒケに追従して可動型が移動されるようにした成形方法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２１６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、樹脂の硬化収縮が表面に集中してヒケが生じるのを防止するためには、ヒケに追従して樹脂が表面に供給される必要があるが、圧力損失のため効果的に供給できない。また、特許文献２の方法においても、ヒケに追従した可動型の位置制御が難しい。
【０００７】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は樹脂の含浸、硬化時に持続的な圧力付与や可動型の位置制御が不要な成形方法の適用が可能で、成形工程及び成形設備の構成を複雑化せずに、成形品の表面品質が優れる繊維強化複合材を得ることができる繊維強化複合材の製造方法及び繊維強化複合材用中間基材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明の繊維強化複合材の製造方法は、積層繊維層からなる強化基材の少なくとも片側に欠陥吸収層が一体化された状態で前記強化基材を成形型にセットし、前記強化基材にマトリックス樹脂の含浸、硬化後、成形品から前記欠陥吸収層を除去する。ここで、「欠陥吸収層が一体化された状態」とは、欠陥吸収層が結合糸で積層繊維層に結合された構成のみを意味するのではなく、接着剤や粘着剤などの接合剤で欠陥吸収層が積層繊維層に接合された状態や、欠陥吸収層が成形型の押圧作用によって積層繊維層に圧接された状態も意味する。また、「マトリックス樹脂の含浸、硬化」とは、未硬化の熱硬化性樹脂の含浸、硬化に限らず、熱可塑性樹脂のモノマーの含浸、重合（硬化）あるいは溶融状態の熱可塑性樹脂の含浸と冷却による固体化をも意味する。
【０００９】
従来の成形方法では、積層繊維層に対する樹脂の含浸、硬化時に、成形品の表面にヒケが発生しないように、樹脂の供給あるいは可動型の押圧制御（位置制御）を行う等の方法をとっていた。しかし、この発明では、樹脂の含浸、硬化時に、成形品の表面にヒケが発生するのを防止するという思想と発想を転換し、成形品の表面にヒケが発生するのを防止せずに、成形品を成形型から取り外し易くするための部分を欠陥吸収層とし、その欠陥吸収層にヒケを発生させる。そして、ヒケが発生した欠陥吸収層を成形品から除去して、目的の製品にはヒケが存在しないようにした。そのため、樹脂の含浸、硬化時の成形条件が変動してヒケの大きさが変化しても、ヒケが欠陥吸収層と共に除去されるため、成形条件の変動に対しても悪影響が少ない。したがって、樹脂の含浸、硬化時に持続的な圧力付与や可動型の位置制御が不要な成形方法の適用が可能で、成形工程及び成形設備の構成を複雑化せずに、成形品の表面品質が優れる繊維強化複合材を製造することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記マトリックス樹脂の含浸、硬化の際、前記強化基材の片側に配置された前記欠陥吸収層に欠陥（ヒケ）が生じるように前記成形型の温度制御を行う。
【００１１】
通常の成形方法では、積層繊維層に対する樹脂の含浸、硬化の際、樹脂は積層繊維層の中央部分から外側に向かって硬化が進み、ヒケが両側に生じる。この発明では、成形型の温度制御を、マトリックス樹脂の含浸、硬化の際、強化基材（積層繊維層）の片側に配置された欠陥吸収層に欠陥が生じるように行う。そのため、欠陥吸収層を強化基材の両側に一体化する必要がなく、欠陥吸収層を強化基材に取り付ける作業及び、成形後に成形品から欠陥吸収層を取り外す作業が容易になる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂である。繊維強化複合材を構成するマトリックス樹脂は熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でも可能であるが、熱硬化性樹脂の方が、樹脂の含浸、硬化が容易である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記欠陥吸収層は離型シートである。この発明では、欠陥吸収層として離型シートが使用されるため、成形型を使用して繊維強化複合材を製造する際に必要な離型シートと別に欠陥吸収層を設ける必要がない。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記強化基材は積層繊維層が結合糸で結合されており、前記欠陥吸収層は前記結合糸により前記強化基材と一体化される。この発明では、強化基材と欠陥吸収層との一体化が、積層繊維層の結合糸で行われるため、欠陥吸収層が一体化された積層繊維層の製造工数が少なくなる。
【００１５】
請求項６に記載の発明の繊維強化複合材用中間基材は、積層繊維層からなる強化基材の繊維積層方向の少なくとも片側に欠陥吸収層が一体化されている。請求項１に記載の発明の製造方法を実施する場合、積層繊維層からなる強化基材の少なくとも片側に欠陥吸収層が一体化された状態で前記強化基材を成形型にセットする必要がある。欠陥吸収層の厚さや使用枚数は、積層繊維層の厚さや繊維体積含有率や樹脂の硬化収縮量等によって適正な値が異なり、欠陥吸収層が積層繊維層に一体化されていない場合は、積層繊維層と適正な厚さ及び枚数の欠陥吸収層とを成形型にセットする際の工数が多くなる。しかし、この発明の繊維強化複合材用中間基材は、積層繊維層からなる強化基材の繊維積層方向の少なくとも片側に欠陥吸収層が一体化されているため、積層繊維層と、適正な厚さ及び枚数の欠陥吸収層とを成形型にセットする際の工数が少なくなる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記欠陥吸収層は離型シートである。この発明では、欠陥吸収層として離型シートが使用されるため、成形型を使用して繊維強化複合材用中間基材を製造する際に必要な離型シートと別に欠陥吸収層を設ける必要がない。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記離型シートは複数枚からなる。積層繊維層の厚さや繊維体積含有率や樹脂の硬化収縮量等によって欠陥吸収層の厚さの適正な値が異なり、欠陥吸収層を１枚の離型シートで形成する場合、積層繊維層の厚さや繊維体積含有率や樹脂の硬化収縮量等の違いに対応して種々の厚さの離型シートが必要になる。しかし、離型シートが複数枚からなる場合は、同じ離型シートの枚数を変更することにより、積層繊維層の厚さや繊維体積含有率や樹脂の硬化収縮量等の変更に対応することができる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の発明において、前記強化基材は積層繊維層が結合糸で結合されており、前記欠陥吸収層は前記結合糸により前記強化基材と一体化されている。この発明では、強化基材と欠陥吸収層との一体化が、積層繊維層の結合糸で行われるため、欠陥吸収層が一体化された積層繊維層の製造工数が少なくなる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記結合糸は繊維強化複合材のマトリックス樹脂に可溶である。したがって、この発明では、結合糸がマトリックス樹脂に不溶な場合に比べて、樹脂の含浸、硬化後に離型シートを成形品から取り外す作業が容易になる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂であり、前記結合糸はフェノキシ樹脂繊維製である。繊維強化複合材を構成するマトリックス樹脂は熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でも可能であるが、熱硬化性樹脂の方が、樹脂の含浸、硬化が容易である。また、結合糸をマトリックス樹脂に可溶とした場合は、結合糸がマトリックス樹脂の一部となって樹脂リッチ部となる。樹脂リッチ部ではマイクロクラックが発生し易いが、結合糸をフェノキシ樹脂繊維製とした場合は、結合糸が熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）に可溶となる。そして、フェノキシ樹脂は分子鎖が長いので屈曲性があり、柔軟性に優れ、また、親水基としての水酸基、疎水基としての炭化水素基を有するため、樹脂リッチ部の靭性が向上し、マイクロクラックが発生し難い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、樹脂の含浸、硬化時に持続的な圧力付与や可動型の位置制御が不要な成形方法の適用が可能で、成形工程及び成形設備の構成を複雑化せずに、成形品の表面品質が優れる繊維強化複合材を得ることができる繊維強化複合材の製造方法及び繊維強化複合材用中間基材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は第１の実施形態の繊維強化複合材用中間基材の模式斜視図、（ｂ）は模式断面図。
【図２】繊維強化複合材の製造装置の概略構成図。
【図３】第２の実施形態の繊維強化複合材用中間基材の模式断面図。
【図４】製造装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、中間基材（繊維強化複合材用中間基材）１１は、積層繊維層１２が結合糸１３で結合された強化基材１４の繊維積層方向の両側に欠陥吸収層としての複数の離型シート１５が一体化されている。即ち、中間基材１１は、積層繊維層１２からなる強化基材１４の繊維積層方向の少なくとも片側に欠陥吸収層が一体化されている。
【００２４】
積層繊維層１２は、連続繊維が少なくとも２軸配向となるように配列されており、この実施形態では、図１（ｂ）に示すように、積層繊維層１２は、配列角度０の連続繊維１６ａから成る繊維層１２ａと、配列角度９０度の連続繊維１６ｂから成る繊維層１２ｂとが交互に複数積層されて、２軸配向の積層繊維層１２が形成されている。積層繊維層１２は、厚さが、例えば、数ｍｍに形成されている。連続繊維１６ａ，１６ｂ及び結合糸１３としては、例えば、炭素繊維が使用される。炭素繊維はフィラメント数が数百〜数万本程度であり、要求性能に適した本数の繊維束が選択される。
【００２５】
結合糸１３は、積層繊維層１２の一方の側に配置された離型シート１５の外側面（図１（ａ），（ｂ）の下面側）で折り返すように他方の側に配置された離型シート１５の外側面からループ状に挿入されるとともに、一方の外側面から突出したループ部に挿通されて、結合糸１３の配列方向と直交する方向に配列された抜け止め糸（耳糸）１７により抜け止めされている。結合糸１３と抜け止め糸１７との共同で積層繊維層１２の繊維層１２ａ，１２ｂが結合されるとともに、複数枚の離型シート１５が積層繊維層１２の両側にそれぞれ一体化されている。
【００２６】
離型シート１５としては、例えば、シリコーンやフッ素樹脂により表面処理されたガラス繊維で形成された布が使用される。離型シート１５は、１枚あたりの厚さが２５〜３３０μｍであるが、積層繊維層１２の厚さ、繊維体積含有率（Ｖｆ）、樹脂の硬化収縮量等によって、離型シート１５の厚さや使用枚数が適正な値に設定される。離型シート１５は、例えば、２，３枚あるいは数枚使用される。
【００２７】
次に前記のように構成された中間基材１１を用いた繊維強化複合材としての繊維強化樹脂の製造方法を説明する。
繊維強化樹脂の製造は、ＲＴＭ法の一種であるＶａＲＴＭ法（真空ＲＴＭ法）を用いて行う。図２にＶａＲＴＭ法で用いる製造装置の構成を示す。製造装置は、成形型２０と、成形型２０の成形面２１側を覆うバッグフィルム２２とを備えている。成形型２０には成形面２１の周囲を囲繞するシール部２３が設けられ、バッグフィルム２２はその周縁部がシール部２３に押圧された状態で成形面２１を覆うようになっている。成形型２０は図示しない加熱装置によって温度調整が可能に構成されている。
【００２８】
製造装置は真空ポンプ２４を備え、真空ポンプ２４にはシール部２３を貫通する減圧配管２５の一端が連結され、減圧配管２５の途中には樹脂回収タンク（トラップ）２６及び開閉弁２７が設けられている。製造装置はマトリックス用樹脂の貯留部としての樹脂貯留タンク２８を備え、樹脂貯留タンク２８にはシール部２３を貫通する樹脂供給配管２９の一端が連結されている。樹脂供給配管２９の途中には開閉弁３０が設けられている。
【００２９】
次に、前記の製造装置を用いた繊維強化樹脂の製造方法について説明する。
先ず、成形型２０の成形面２１上に中間基材１１及びフローメディア３１を配置した後、バッグフィルム２２をその周縁部がシール部２３と対応する状態に配置する。即ち、中間基材１１の外面側からバッグフィルム２２で覆った状態でフローメディア３１側からマトリックス用樹脂を供給可能な状態に配置する。その状態で、開閉弁３０を閉鎖し、開閉弁２７を開放した状態で真空ポンプ２４を駆動して成形面２１及びバッグフィルム２２により区画された空間（以下、樹脂注入空間と記載する）内を真空に近い状態まで減圧する。中間基材１１の上に配置されたフローメディア３１は、樹脂注入空間の減圧に伴い、バッグフィルム２２により中間基材１１に押圧された状態となり、その状態でマトリックス用樹脂の注入が行われる。マトリックス用樹脂として熱硬化製樹脂、例えば、エポキシ樹脂が使用される。
【００３０】
成形型２０の温度を所定温度に維持した状態で、開閉弁３０を開放し、樹脂貯留タンク２８内のマトリックス用樹脂を樹脂注入空間へ注入する。樹脂注入空間内に注入されたマトリックス用樹脂は、フローメディア３１の作用により中間基材１１全面に沿うように拡がった後、離型シート１５を経て中間基材１１全体に含浸される。樹脂注入空間内に注入されて樹脂注入空間から溢れたマトリックス用樹脂は、減圧配管２５を経て樹脂回収タンク２６に回収される。予め設定された所定時間経過後、開閉弁２７が閉鎖され、真空ポンプ２４の駆動が停止される。また、開閉弁３０が閉鎖される。そして、成形型２０の温度が予め設定された所定温度に所定時間上昇され、マトリックス用樹脂が硬化することにより一次成型品としての複合材が形成される。樹脂が完全に硬化した後、樹脂注入空間内を大気圧に戻し、バッグフィルム２２を成形型２０から取り外し、複合材を成形面２１から取り外す。この複合材は中間基材１１全体に樹脂が含浸、硬化されたものである。その後、両側の離型シート１５を除去した後、バリを除去すると製品となる成形品が得られる。両側の離型シート１５の除去は、例えば、離型シート１５を破りながら、結合糸１３を残すようにして除去することで行われる。
【００３１】
中間基材１１に対するマトリックス用樹脂の含浸、硬化の際、一次成型品の表面にヒケが発生する。ヒケは離型シート１５の部分に発生するため、一次成型品から離型シート１５を除去することによりヒケの存在しない製品としての成形品が得られる。
【００３２】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）繊維強化複合材の製造方法は、積層繊維層１２からなる強化基材１４の少なくとも片側に離型シート１５（欠陥吸収層）が一体化された中間基材１１を成形型２０にセットし、強化基材１４にマトリックス樹脂の含浸、硬化後、成形品（一次成形品）から離型シート１５を除去する。即ち、従来の成形方法と異なり、樹脂の含浸、硬化時に、成形品の表面にヒケが発生するのを防止せずに、成形品を成形型２０から取り外し易くするための離型シート１５の部分にヒケを発生させて、ヒケが発生した離型シート１５を成形品（一次成形品）から除去して、目的の製品にはヒケが存在しないようにした。そのため、樹脂の含浸、硬化時の成形条件が変動してヒケの大きさが変化しても、ヒケが離型シート１５と共に除去されるため、成形条件の変動に対しても悪影響が少ない。したがって、樹脂の含浸、硬化時に持続的な圧力付与や可動型の位置制御が不要な成形方法の適用が可能で、成形工程及び成形設備の構成を複雑化せずに、成形品の表面品質が優れる繊維強化複合材を製造することができる。また、成型品の厚さの精度を高めることもできる。また、欠陥吸収層として離型シート１５が使用されるため、成形型２０を使用して繊維強化複合材を製造する際に必要な離型シート１５と別に欠陥吸収層を設ける必要がない。
【００３３】
（２）マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂である。繊維強化複合材を構成するマトリックス樹脂は熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でも可能であるが、熱硬化性樹脂の方が、樹脂の含浸、硬化が容易である。
【００３４】
（３）中間基材１１は、積層繊維層１２が結合糸１３で結合された強化基材１４の繊維積層方向の少なくとも片側にそれぞれ複数枚の離型シート１５が一体化されている。離型シート１５の厚さや使用枚数は、積層繊維層１２の厚さや繊維体積含有率や樹脂の硬化収縮量等によって適正な値が異なり、離型シート１５が積層繊維層１２に一体化されていない場合は、積層繊維層１２と、適正な厚さ及び枚数の離型シート１５とを成形型２０にセットする際の工数が多くなる。しかし、中間基材１１は、積層繊維層１２が結合糸１３で結合された強化基材１４の繊維積層方向の少なくとも片側に複数の離型シート１５が一体化されているため、積層繊維層１２と、適正な厚さ及び枚数の離型シート１５とを成形型２０にセットする際の工数が少なくなる。また、離型シート１５が結合糸１３により中間基材１１に一体化されている場合は、中間基材１１の取り扱いが容易になる。
【００３５】
積層繊維層１２の厚さや繊維体積含有率や樹脂の硬化収縮量等によって欠陥吸収層の厚さの適正な値が異なり、欠陥吸収層を１枚の離型シート１５で形成する場合、積層繊維層１２の厚さや繊維体積含有率や樹脂の硬化収縮量等の違いに対応して種々の厚さの離型シート１５が必要になる。しかし、離型シート１５が複数枚からなる場合は、同じ厚さの離型シート１５の枚数を変更することにより、積層繊維層１２の厚さや繊維体積含有率や樹脂の硬化収縮量等の変更に対応することができる。
【００３６】
（４）離型シート１５は強化基材１４の両側に一体化されているため、一般的な方法でマトリックス樹脂の含浸、硬化を行うことにより、一次成型品の両側にヒケが発生しても支障がない。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図３及び図４にしたがって説明する。この実施形態では、中間基材１１の片側に複数枚の離型シート１５が一体化されている点と、繊維強化樹脂を製造する際に、ヒケが強化基材１４の片側に配置された離型シート１５の部分に発生するように、ＲＴＭ法を行う点とが前記第１の実施形態と異なっている。なお、第１の実施形態と同様の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３８】
図３に示すように、中間基材１１は、強化基材１４の片側の抜け止め糸１７が配列される側と反対側にのみ離型シート１５が一体化されている。
図４に示すように、製造装置を構成する成形型４１は、下型４２及び上型４３で構成されており、下型４２は形成すべき繊維強化樹脂成形品の形状に対応したキャビティ４４を備え、上型４３にはキャビティ４４に連通する注入孔４５及び排出孔４６が形成されている。注入孔４５は一端がキャビティ４４の一端と対応する位置に形成され、他端が注入管４７を介して樹脂注入装置４８に接続されている。樹脂注入装置４８は、公知の装置が使用され、タンク内に貯蔵された樹脂をポンプで送り出すように構成されている。注入管４７には開閉弁４９が設けられるとともに、開閉弁４９よりキャビティ４４側に圧力計５０が設けられている。
【００３９】
排出孔４６は一端がキャビティ４４の他端と対応する位置に形成され、他端が吸引管５１を介して減圧ポンプ５２に接続されている。吸引管５１には開閉弁５３が設けられるとともに、開閉弁５３より減圧ポンプ５２側にトラップ５４が設けられている。下型４２の上面には環状溝が形成され、環状溝に収容されるシール材５５により型閉じ状態におけるキャビティ４４の密閉性が確保されている。
【００４０】
下型４２及び上型４３には成形型４１の温度調整のために熱媒体を流す熱媒配管５６，５７が設けられている。樹脂注入装置４８、減圧ポンプ５２及び開閉弁４９，５３は、図示しない制御装置からの指令によって運転あるいは切換え制御されるようになっている。また、制御装置には下型４２及び上型４３の温度を検出する温度センサ（図示せず）の検出信号に基づいて成形型４１の温度を調整するようになっている。
【００４１】
次に繊維強化樹脂成形品（ＦＲＰ成形品）の製造方法を説明する。
下型４２のキャビティ４４の壁面に離型剤を塗った状態で、成形型４１のキャビティ４４内に中間基材１１を配置し、成形型４１の型締めを行った後、成形型４１を加熱する。この加熱はキャビティ４４に注入される未硬化樹脂の流動性を高めることを主目的としている。そして、開閉弁４９を閉鎖し、開閉弁５３を開放した状態で減圧ポンプ５２を駆動して、キャビティ４４内を真空に近い状態まで減圧する。続いて、キャビティ４４内が減圧された状態で、開閉弁４９を開放するとともに樹脂注入装置４８から未硬化の熱硬化性樹脂を注入孔４５からキャビティ４４内に注入する。
【００４２】
樹脂注入装置４８は、送り出される樹脂が一定流量となるように樹脂を送り出す。キャビティ４４内に注入された樹脂は中間基材１１に含浸されるとともに、中間基材１１に残っている気泡を押しながら移動する。そして、樹脂がキャビティ４４を下から次第に満たしていき、気泡はキャビティ４４の上側に移動し、キャビティ４４内から排出孔４６に移動する。
【００４３】
キャビティ４４への樹脂の注入が継続されて、キャビティ４４内への樹脂の注入が完了した後、開閉弁４９，５３を閉鎖し、樹脂注入装置４８及び減圧ポンプ５２の運転を停止する。熱媒配管５６，５７に供給する熱媒体の温度を高くして、樹脂の硬化が完了するまで加熱が継続される。上型４３と下型４２とに５〜３０℃の温度差がつくように、かつ下型４２側が高温となるように熱媒配管５６，５７に供給する熱媒体の温度が制御される。
【００４４】
樹脂の硬化が完了した後、成形型４１を開き、成形型４１内から繊維強化樹脂成形品を取り出す。以上で繊維強化樹脂成形品の製造が完了する。なお、キャビティ４４内への樹脂の注入が完了したことや樹脂の硬化が完了したことの判断は、例えば、キャビティ４４内への樹脂の注入開始からの経過時間が、予め試験で求めて設定した時間に達したことで行われる。
【００４５】
通常の成形方法では、中間基材１１に対する樹脂の含浸、硬化の際、樹脂は積層繊維層１２の中央部分から外側に向かって硬化が進み、ヒケが中間基材１１両側に生じる。この発明では、成形型４１の温度制御を、マトリックス樹脂の含浸、硬化の際、強化基材１４の片側、即ち中間基材１１の片側に配置された離型シート１５の部分に欠陥が生じるように行う。具体的には、下型４２側が上型４３より所定の温度、高温となるように温度制御が行われ、マトリックス樹脂の硬化が下型４２側から進み、離型シート１５が配置された側が最後に硬化する。その結果、マトリックス樹脂の含浸、硬化の際、中間基材１１の片側に配置された離型シート１５の部分に欠陥（ヒケ）が生じる状態になる。
【００４６】
したがって、この実施形態によれば、第１の実施形態の（１），（２），（３）と同様な効果に加えて次の効果を得ることができる。
（５）マトリックス樹脂の含浸、硬化の際、強化基材１４の片側に配置された離型シート１５の部分に欠陥（ヒケ）が生じるように成形型４１の温度制御を行う。そのため、離型シート１５を強化基材１４の両側に一体化する必要がなく、離型シート１５を強化基材１４に取り付ける作業及び、成形後に成形品から離型シート１５を取り外す作業が容易になる。
【００４７】
（６）中間基材１１は、離型シート１５が配置されていない側は離型剤を介して下型４２と対向するため、成型品の表面の状態は離型シート１５が存在する場合に比べて下型４２の表面の状態（粗さ）が反映される。したがって、成型品の表面粗さを下型４２の表面粗さで調整することができる。
【００４８】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  マトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂に限らず、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂を使用しても良い。
【００４９】
○  マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂に限らず、熱可塑性樹脂を使用しても良い。マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を使用する場合は、中間基材１１に溶融含浸成形法等、一般の含浸法で熱可塑性樹脂が含浸された後、冷却されて複合材が形成される。熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が使用される。熱可塑性樹脂を使用する場合、重合された熱可塑性樹脂を使用する方法に限らず、熱硬化性樹脂の場合のように、重合前のモノマーの状態で中間基材１１に含浸後、重合させてもよい。モノマーの状態で含浸させる熱可塑性樹脂として、例えば、ポリアミド（ナイロン）のモノマー（例えば、ε−カプロラクタム）が挙げられる。
【００５０】
○  繊維強化複合材は、強化基材１４として少なくとも積層繊維層１２が存在すればよく、結合糸１３は成形品に存在しなくてもよい。結合糸１３が成形品に存在しない繊維強化複合材を製造する場合は、中間基材１１を構成する結合糸１３として、マトリックス樹脂に可溶な繊維が使用される。例えば、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂の場合、結合糸１３及び抜け止め糸１７にフェノキシ樹脂繊維やポリアミド（ナイロン）繊維が使用される。また、マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂の場合、結合糸１３及び抜け止め糸１７にはマトリックス樹脂と同系統の繊維が使用される。これらの場合、結合糸１３がマトリックス樹脂に不溶な場合に比べて、樹脂の含浸、硬化後に離型シート１５を成形品から取り外す作業が容易になる。
【００５１】
○  結合糸１３にマトリックス樹脂に可溶なフェノキシ樹脂繊維を使用した場合、繊維強化複合材は、結合糸１３が存在した箇所にフェノキシ樹脂がマトリックス樹脂と混合した相が存在する。繊維強化複合材は、結合糸１３が存在した箇所の付近に樹脂リッチ部が存在し易くなり、樹脂リッチ部ではマイクロクラックが発生し易い。しかし、フェノキシ樹脂が混在すると、フェノキシ樹脂は、分子鎖が長いので屈曲性があり、柔軟性に優れ、また、親水基としての水酸基、疎水基としての炭化水素基を有するため接着性が良く、樹脂リッチ部の靱性が向上し、マイクロクラックの発生が抑制される。
【００５２】
○  積層繊維層１２を結合する結合糸１３は、積層繊維層１２に一方の面から折り返し状に挿入されるとともに抜け止め糸１７で抜け止めされる構成に限らず、針を用いて１本の結合糸１３を積層繊維層１２に一方の面から挿通され、他方の面で貫通位置を変えて折り返す用に挿通されることを繰り返すスティッチ糸であってもよい。
【００５３】
○  繊維強化複合材の強化基材１４として、積層繊維層１２の繊維層１２ａ，１２ｂと交差する方向に配列された繊維（厚さ方向糸）を必要とする場合、離型シート１５を中間基材１１の片側にのみ結合糸１３及び抜け止め糸１７によって一体化するとともに、離型シート１５を抜け止め糸１７側に配置する。そして、抜け止め糸１７をマトリックス樹脂に可溶な繊維で構成する。この場合、マトリックス樹脂の含浸により抜け止め糸１７はマトリックス樹脂に溶解するが、結合糸１３は厚さ方向糸として残る。また、抜け止め糸１７が溶解することにより、成型品から離型シート１５を容易に除去することができる。
【００５４】
○  強化基材１４として厚さ方向糸を必要とする場合、繊維層１２ａ，１２ｂがマトリックス樹脂に不溶な結合糸１３で結合された積層繊維層１２の少なくとも片側に離型シート１５を配置した状態で、マトリックス樹脂に可溶な結合糸１３で離型シート１５を積層繊維層１２に一体化して中間基材１１を形成しても良い。
【００５５】
○  積層繊維層１２が結合糸１３で結合された強化基材１４の繊維積層方向の少なくとも片側に複数枚の離型シート１５が一体化されている中間基材１１の構成は、結合糸１３によって一体化された構成に限らない。例えば、離型シート１５を溶着パウダや接着剤あるいは粘着剤で積層繊維層１２と一体化してもよい。
【００５６】
○  離型シート１５は、少なくとも中間基材１１が成形型２０，４１にセットされて、マトリックス樹脂が供給される前までに、中間基材１１と一体化されていればよく、必ずしも中間基材１１と一体に移動可能に一体化されている必要はない。例えば、中間基材１１を成形型２０，４１にセットする際に、離型シート１５を中間基材１１と成形型２０，４１及びバッグフィルム２２との間にセットし、成形型２０，４１及びバッグフィルム２２の押圧力で所定の位置に保持される構成としてもよい。
【００５７】
○  欠陥吸収層として、例えば、不織布を使用してもよい。ヒケ（欠陥）の深さが深い場合、離型シート１５の枚数を増やしたり、枚数を増やさずに厚さの厚い離型シート１５を使用したりする必要があるが、離型シート１５の外側に、欠陥吸収層を設けて離型シート１５を１枚にしてもよい。
【００５８】
○  成形型４１の温度制御で、中間基材１１の離型シート１５が配置された片面のみにヒケを集中させる場合、到達温度は同じで、下型４２及び上型４３に所定の範囲、例えば、５〜３０℃の温度差がつくように時間差を設けて上昇させるように制御してもよい。
【００５９】
○  ＲＴＭ法に限らず、ＶａＲＴＭ法においても、成形型２０の温度制御で成形面２１側から熱硬化性樹脂の硬化が進行するようにして、バッグフィルム２２側に配置された離型シート１５にヒケが集中するようにしてもよい。
【００６０】
○  中間基材１１に対するマトリックス樹脂の含浸、硬化処理は、ＲＴＭ法やＶａＲＴＭ法に限らず、ＲＦＩ（レジンフィルムインフュージョン）法を用いてもよい。
○  連続繊維１６ａ，１６ｂからなる繊維層１２ａ，１２ｂが積層された積層繊維層１２は、少なくとも２軸配向となればよく、連続繊維の配列角度は、０度と９０度の組み合わせに限らない。例えば、配列角度が０度と９０度の他に、配列角度が＋４５度及び−４５度の連続繊維からなる繊維層を設けて４軸配向としたり、配列角度が０度又は９０度の連続繊維と、その連続繊維に対して斜めに配列されるバイアス繊維束との組み合わせによる３軸配向としたりしてもよい。
【００６１】
○  連続繊維及び厚さ方向糸は、炭素繊維に限らず、成形品の複合材の要求性能を満たせば、ガラス繊維、アラミド繊維等を使用してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１１…繊維強化複合材用中間基材としての中間基材、１２…積層繊維層、１３…結合糸、１４…強化基材、１５…欠陥吸収層としての離型シート、２０，４１…成形型。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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