(57)【要約】【課題】強度を維持しつつ、良好な表面性を有する繊維強化樹脂成形品、それを製造するためのインフュージョン成形法およびその成形法に用いられるインフュージョン成形型を提供する。【解決手段】外周表面に凸部および凹部の少なくともいずれかの表面拡張部を有する軸体を含むインフュージョン成形型。当該インフュージョン成形型に強化繊維層を積層する積層工程と、強化繊維層が積層された成形型を気密性フィルムで覆い、気密性フィルム内を減圧する減圧工程と、強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させる含浸工程と、を含む、繊維強化樹脂成形品の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周表面に凸部および凹部の少なくともいずれかの表面拡張部を有する軸体を含むインフュージョン成形型と、
前記成形型の表面に設けられた繊維層と、
前記繊維層に含浸された樹脂と
を含む、繊維強化樹脂成形品。
【請求項２】
前記表面拡張部が、前記外周表面を３パーセント以上１０パーセント以下拡張させる、請求項１に記載の繊維強化樹脂成形品。
【請求項３】
前記表面拡張部の表面と前記外周表面とが滑らかな曲面で繋がる、請求項１または２に記載の繊維強化樹脂成形品。
【請求項４】
前記表面拡張部が複数存在し、前記複数の表面拡張部が前記軸体の前記外周の全周にわたって等間隔のピッチで配設されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂成形品。
【請求項５】
前記凸部が突状リブであること、および
前記凹部が溝状リブであること、
の少なくともいずれかである、請求項１から４のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂成形品。
【請求項６】
前記表面拡張部が軸芯に対して並行に配置されている、または
前記表面拡張部が軸芯に対して螺旋状に配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂成形品。
【請求項７】
前記表面拡張部が複数存在し、
前記凸部が点状突起であること、および
前記凹部が陥没穴であること、の少なくともいずれかである、請求項１から４のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂成形品。
【請求項８】
前記軸体の軸芯が直線または曲線である、請求項１から７のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂成形品。
【請求項９】
フランジ部をさらに含む、請求項１から８のいずれか１個に記載の繊維強化樹脂成形品。
【請求項１０】
外周表面に凸部および凹部の少なくともいずれかの表面拡張部を有する軸体を含むインフュージョン成形型。
【請求項１１】
前記表面拡張部が、前記外周表面を３パーセント以上１０パーセント以下拡張させる、請求項１０に記載のインフュージョン成形型。
【請求項１２】
前記表面拡張部が複数存在し、前記複数の表面拡張部が前記軸体の前記外周の全周にわたって等間隔のピッチで配設されている、請求項１０または１１に記載のインフュージョン成形型。
【請求項１３】
前記凸部が突状リブであり、前記表面拡張部が軸芯に対して並行に配置されている、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のインフュージョン成形型。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか１項に記載のインフュージョン成形型に強化繊維層を積層する積層工程と、
前記強化繊維層が積層された前記成形型を気密性フィルムで覆い、前記気密性フィルム内を減圧する減圧工程と、
前記強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させる含浸工程と、
を含む繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインフュージョン成形に関する。より具体的には、繊維強化樹脂成形品、当該繊維強化樹脂成形品の製造方法および当該方法に用いられるインフュージョン成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化樹脂成形品は、軽量でありながら強度が高いことから、種々の産業分野において利用されている。また最近、繊維強化樹脂成形品の製造方法として、環境への配慮に優れたインフュージョン成形方法が注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００９−２５５４７２号公報）には、シール作業が容易かつ正確に行えるとともに、得られた成形品の端部処理を行うことなく製品化することができるインフュージョン成形用成形型及びこの成形型を用いた筒型繊維強化樹脂成形品の製造方法について記載されている。
【０００４】
特許文献１記載のインフュージョン成形用成形型は、外周面が型面となる型本体部を有する筒状または柱状をした本体型と、この本体型の型本体部の軸方向の両端に添設されるとともに、型本体部の端面に添設状態でその周囲が型本体部の周囲からはみ出す大きさをした２つの端面型と、を備え、本体型の型面に沿う強化繊維からなる筒状をした強化繊維層を設けた状態で、この強化繊維層の周囲及び両端面型の外周面を気密性フィルムで覆い、強化繊維層を気密空間内に保持したのち、この気密空間内を減圧するとともに、この減圧状態の気密空間内にマトリックス樹脂を供給して強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させるようにしたインフュージョン成形用成形型であって、２つの端面型がそれぞれその周面に２条以上の突条を有するとともに、一方の端面型に端面型内部に設けられた樹脂流路を介して成形型外部から供給されるマトリックス樹脂を強化繊維層に供給する樹脂注入口が設けられ、他方の端面型に端面型内部に設けられた吸気路を介して成形型外部へ気密空間内の空気を吸引排気する吸気口が設けられているものである。
【０００５】
また、特開２０１１−７９２８３号公報（特許文献２）には、シワの発生がなく、外観良好で、強度を保持させた円筒状部材の接合方法および円筒状成形体の成形方法について開示されている。
【０００６】
特許文献２記載の円筒状部材の接合方法は、略円筒状部材同士の端面を突き合わせて接合する円筒状部材の接合方法であって、強化繊維基材を、突き合わせた略円筒状部材の端面の接合部の外周縁面に沿い、該円筒状部材相互の外周面に跨って配設する工程と、強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して外周面に密封する工程と、外周面と密封材との間を減圧し、流動性樹脂を吸引注入する工程と、注入した該樹脂を硬化或いは固化させる工程とを含み、強化繊維基材は、接合部の外周縁面に沿って周方向および横方向に位置をずらしながら配設される複数枚のシート状物であり、周方向の一端を接着させ、周方向の他端を、隣り合う他のシート状物の外面に重なり合うように配設して、接合部の周方向に沿って重ね張りされるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５５４７２号公報
【特許文献２】特開２０１１−７９２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１および特許文献２の発明は、開示されているとおり、大変有意義な効果を奏する。
【０００９】
一方、一般的にインフュージョン成形方法を用いた繊維強化樹脂成形品においては、最終的な製品の表面において皺が発生し、良好な表面性が得られない。このような傾向は、成形品が軸体である場合に特に顕著である。このため、良好な表面性を得るためには、繊維強化樹脂成形品を形成した後で加工を行う必要がある。
しかしながら、繊維強化樹脂成形品を形成した後で加工を行うと、強化繊維層に損傷を与え、繊維強化樹脂成形品の強度低下が生じるおそれがある。
【００１０】
本発明の目的は、強度を維持しつつ、良好な表面性を有する繊維強化樹脂成形品、それを製造するためのインフュージョン成形法およびその成形法に用いられるインフュージョン成形用成形型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）
一局面に従う繊維強化樹脂成形品は、インフュージョン成形型の外周表面に凸部および凹部の少なくともいずれかの表面拡張部を有する軸体と、成形型の表面に設けられた繊維層と、繊維層に含浸された樹脂とを含む。
【００１２】
本発明の繊維強化樹脂成形品は、表面拡張部を有するインフュージョン成形型を用いて成形できる。インフュージョン成形においては、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧によって圧縮された場合に、繊維層の皺を生じにくくすることができる。つまり、当該インフュージョン成形型が、従来的には当該真空圧により成形型に密着せず皺として生じていた余剰部分の一部または全部を密着させることができるため、繊維強化樹脂成形品の表面性が良好である。
【００１３】
（２）
表面拡張部は、その表面が軸体外周表面を３パーセント以上１０パーセント以下拡張するように設けられてよい。
【００１４】
この場合、繊維強化樹脂成形品のインフュージョン成形において、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧によって圧縮された場合に、繊維層の皺をより生じにくくすることができる。
【００１５】
（３）
繊維強化樹脂成形品におけるインフュージョン成形型においては、表面拡張部の表面と外周表面とが滑らかな曲面で繋がっていてよい。
【００１６】
この場合、軸体外周表面と表面拡張部の表面との境目が滑らかであるため、インフュージョン成形において、当該境目にも繊維を密着させやすい。
【００１７】
（４）
表面拡張部は複数存在し、当該複数の表面拡張部は軸体外周の全周にわたって等間隔のピッチで配設されていてよい。
【００１８】
この場合、インフュージョン成形において、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧によって圧縮された場合に、繊維層を周方向に均等に密着させやすい。
【００１９】
（５）
表面拡張部としての凸部は突状リブであってよく、凹部は溝状リブであってよい。
【００２０】
インフュージョン成形において、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧を受けた場合に従来的に生じていた皺の形状がリブ状であるため、表面拡張部を突状リブまたは溝状リブの形状とすることによって、繊維層を効率的に成形型に密着させることができる。
【００２１】
（６）
表面拡張部は軸芯に並行に配置されていてよい。
あるいは、表面拡張部は軸芯に対して螺旋状に配置されていてよい。
【００２２】
表面拡張部が軸芯に並行に配置されている場合、インフュージョン成形において、軸体の外周面に設けられた繊維層が真空圧を受けた場合に、繊維層を軸芯方向に均等に密着させやすい。
表面拡張部が軸芯に対して螺旋状に配置されている場合、当該表面拡張部は、成形型外周面の周方向および軸芯方向の両方向に表面を拡張するため、インフュージョン成形の真空圧負荷時に繊維層全体が受ける応力を分散させることができる。さらに、繊維強化樹脂成形品が高圧管として使用される場合においては、表面拡張部が、管内圧力に対する強度の補強にも資する。
【００２３】
（７）
表面拡張部は複数存在し、凸部は点状突起であってよく、凹部は陥没穴であってよい。
【００２４】
この場合、表面拡張部は効率的に表面を拡張するため、インフュージョン成形において、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧を受けた場合に、繊維層を成形型に均等に密着させやすい。
さらに、表面拡張部が点状突起である場合、突起が滑り止めとなり、成形型に設けられた繊維層が真空圧負荷時にずれにくくなるため、繊維層が真空圧によって圧縮された場合に、繊維層を成形型に均等に密着させやすい。
【００２５】
（８）
軸体の軸芯は直線または曲線であってよい。
【００２６】
軸体の軸芯が直線である場合、繊維強化樹脂成形品は例えば直管形状である。
軸体の軸芯が曲線である場合、繊維強化樹脂成形品は例えばエルボ型形状である。
さらに、当該直線または曲線は、分岐していてもよい。
【００２７】
（９）
繊維強化樹脂成形品におけるインフュージョン成形型は、フランジ部をさらに含んでよい。
【００２８】
この場合、繊維強化樹脂成形品がフランジ部において他の構成と接続可能である。
【００２９】
（１０）
他の局面に従うインフュージョン成形型は、外周表面に凸部および凹部の少なくともいずれかの表面拡張部を有する軸体を含む。
本発明のインフュージョン成形型は、上述の繊維強化樹脂成形品の製造に使用可能である。
【００３０】
（１１）
表面拡張部は、その表面が軸体外周表面を３パーセント以上１０パーセント以下拡張するように設けられてよい。
【００３１】
この場合、インフュージョン成形において、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧によって圧縮された場合に、繊維層の皺をより生じにくくすることができる。
【００３２】
（１２）
表面拡張部は複数存在し、当該複数の表面拡張部は軸体外周の全周にわたって等間隔のピッチで配設されていてよい。
【００３３】
この場合、インフュージョン成形において、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧によって圧縮された場合に、繊維層を周方向に均等に密着させやすい。
【００３４】
（１３）
表面拡張部としての凸部は突状リブであってよく、軸芯に並行に配置されていてよい。
【００３５】
インフュージョン成形において、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧を受けた場合に従来的に生じていた皺の形状がリブ状であるため、表面拡張部を突状リブの形状とすることによって、繊維層を効率的に成形型に密着させることができる。また、表面拡張部が軸芯に並行に配置されていることにより、インフュージョン成形において、軸体の外周面に設けられた繊維層が真空圧を受けた場合に、繊維層を軸芯方向に均等に密着させやすい。
【００３６】
（１４）
さらなる他の局面に従う繊維強化樹脂成形品の製造方法は、上述のインフュージョン成形型に強化繊維層を積層する積層工程と、強化繊維層が積層された成形型を気密性フィルムで覆い、気密性フィルム内を減圧する減圧工程と、強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させる含浸工程と、を含む。
【００３７】
上述のインフュージョン成形型を用いることにより、成形型の外周面に設けられた繊維層が真空圧によって圧縮された場合に繊維層の皺を生じにくくすることができるため、表面が良好な成形品を得ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
この発明によれば、強度を維持しつつ、良好な表面性を有する繊維強化樹脂成形品、それを製造するためのインフュージョン成形法およびその成形法に用いられるインフュージョン成形型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】インフュージョン成形型の一例を示す模式的外観図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面の一例を示す模式的断面図である。
【図３】繊維強化樹脂成形品の製造工程を説明するための模式的外観図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面の一例を示す模式的断面図である。
【図５】繊維強化樹脂成形品の製造工程を説明するための模式的外観図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面の一例を示す模式的断面図である。
【図７】繊維強化樹脂成形品の一例を示す模式的断面図である。
【図８】インフュージョン成形型の他の例を示す模式的一部拡大図である。
【図９】インフュージョン成形型の他の例を示す模式的断面図である。
【図１０】インフュージョン成形型の他の例を示す模式的外観斜視図である。
【図１１】インフュージョン成形型の他の例を示す模式的外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。
【００４１】
＜インフュージョン成形型＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るインフュージョン成形型の一例を示す模式的外観図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面の一例を示す模式的断面図である。
【００４２】
インフュージョン成形型１００は、軸体１１０と、表面拡張部１２０とを含む。なお、図１に示すように、インフュージョン成形型１００には、ガイドパイプ１３０およびスパイラルチューブ１４０，１５０が取り付けられる。ガイドパイプ１３０およびスパイラルチューブ１４０，１５０は、インフュージョン成形型１００を構成するための必須要素ではない。
【００４３】
軸体１１０は、軸芯が直線であり、筒孔１１１を有する直管状円筒である。具体的には、軸体１１０はポリ塩化ビニル製管（ポリ塩化ビニル継手７５Ａソケット、積水化学工業（株）製）である。
【００４４】
軸体１１０は、外周表面１１２に表面拡張部１２０を有する。表面拡張部１２０は、その表面１２１が、軸体１１０の外周表面１１２を基準として、軸体１１０の径方向において軸芯と反対側に凸となるように形成される。表面拡張部１２０は、軸体１１０の軸芯方向に並行に延在する、断面半円形状の突状リブである。具体的には、表面拡張部１２０は木片である。表面拡張部１２０は４つ設けられており、軸体１１０の外周全体にわたって等間隔のピッチで配置されている。
【００４５】
表面拡張部１２０は、接着層（図示せず）を介して軸体１１０の外周表面１１２に固定されている。これにより、表面拡張部１２０は軸体１１０の外周表面１１２を拡張する。具体的には、インフュージョン成形型１００の外周表面（すなわち、軸体１１０における外周表面１１２のうち表面拡張部が設けられていない露出した部分および表面拡張部１２０における接着層に接触する面以外の露出した表面１２１）の面積は、表面拡張部１２０が設けられていない場合の軸体１１０の外周表面１１２の面積より、３％以上１０％以下大きくなる。
【００４６】
軸体１１０には、ガイドパイプ１３０が取り付けられる。ガイドパイプ１３０の外周は、軸体１１０の筒孔１１１の内周と略同じか若干大きくなるように形成され、ガイドパイプ１３０の一端が筒孔１１１内に同軸となるように挿入される。ガイドパイプ１３０の外周表面のうち筒孔１１１外に露出した部分には、吸気管としてのスパイラルチューブ１４０と、樹脂注入管としてのスパイラルチューブ１５０とが、それぞれ１周巻回されることによって設けられる。
【００４７】
＜インフュージョン成形方法＞
＜強化繊維積層工程＞
図３は、インフュージョン成形型１００を用いたインフュージョン成形方法における強化繊維積層工程を説明するための模式的外観図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面の一例を示す模式的断面図である。
【００４８】
インフュージョン成形型１００の外周に、強化繊維３００の層を形成する。強化繊維３００の層は、シート状のガラス繊維（ロービングクロス、日東紡績（株）製、品番ＷＲＥ５７０Ｂ１００ＨＳ）をインフュージョン成形型１００の外周に７枚巻回および積層して形成される。
【００４９】
この場合、図４に示すように、強化繊維３００の層の内側面３０１は、インフュージョン成形型１００の外周表面の一部のみに接触する。強化繊維３００の層の一部が表面拡張部１２０によって持ち上げられることによって、表面拡張部１２０の表面１２１と軸体１１０の外周表面１１２との境界１１５近傍では、インフュージョン成形型１００と強化繊維３００の層の内側面３０１との間に隙間Ｓが形成される。これによって、強化繊維３００の層の内側面３０１が、軸体１１０の外周表面１１２よりも広い面積を有するように、強化繊維３００の層を形成することができる。
【００５０】
強化繊維３００の層の表面には、離型布３１０の層を形成する。具体的には、離型布３１０は、樹脂を通す細かい孔を有し且つマトリックス樹脂との離型性に優れるシリコーンコーティングされたナイロン布である。離型布３１０の層の表面には、樹脂拡散材３１１の層を形成する。具体的には、樹脂拡散材３１１は、網状のシート材である。図３に示すように、樹脂拡散材３１１の層は、離型布３１０の層の表面の一部に形成される。具体的には、樹脂拡散材３１１の層は、離型布３１０の層の表面のうち、樹脂注入管としてのスパイラルチューブ１５０の側の一部の表面に形成される。さらにこの場合、樹脂拡散材３１１の層は、スパイラルチューブ１５０の少なくとも一部を覆うように形成される。
【００５１】
吸気管としてのスパイラルチューブ１４０には、吸気管としてのスパイラルチューブ１４０から軸体１１０の軸芯方向への吸気を誘導するための、吸気用チューブ１４１が設けられる。具体的には、吸気管としてのスパイラルチューブ１４０にＴ型チューブコネクタ１４２が取り付けられ、Ｔ型チューブコネクタ１４２に吸気用チューブ１４１が接続される。この場合、吸気用チューブ１４１は、ガイドパイプ１３０の外周表面上に接触して配設される。吸気用チューブ１４１は、真空ポンプ１４３に接続された吸気管１４４と接続される。なお、吸気管１４４の途中には、ドレンタンク１４５が介在している。
【００５２】
樹脂注入管としてのスパイラルチューブ１５０には、軸体１１０の軸芯方向から樹脂を注入するための、樹脂注入用チューブ１５１が設けられる。具体的には、樹脂注入管としてのスパイラルチューブ１５０にＴ型チューブコネクタ１５２が取り付けられ、Ｔ型チューブコネクタ１５２に樹脂注入用チューブ１５１が接続される。この場合、樹脂注入用チューブ１５１は、ガイドパイプ１３０の外周表面上に接触して配設される。樹脂注入用チューブ１５１は、マトリックス樹脂の供給タンク１５３に接続された樹脂供給管１５４と接続される。
【００５３】
ガイドパイプ１３０のそれぞれの外周表面には、吸気管としてのスパイラルチューブ１４０および樹脂注入管としてのスパイラルチューブ１５０の両方を挟むように、スパイラルチューブ１４０，１５０の配設位置よりも軸体１１０の軸芯方向の外側に、シール材１３１が設けられる。具体的には、シール材１３１は、ブチルゴム、パテ等の不定形材料であってよい。シール材１３１は、ガイドパイプ１３０と、ガイドパイプ１３０外周表面上に配設された吸気用チューブ１４１および樹脂注入用チューブ１５１のそれぞれとを一度に束ねるように管状に巻き付けられる。この場合、ガイドパイプ１３０の外周表面と吸気用チューブ１４１および樹脂注入用チューブ１５１それぞれの外周表面との境目がシール材１３１で埋められる。
【００５４】
さらに、筒状の気密性フィルム１３２によって強化繊維３００の層、離型布３１０の層および樹脂拡散材３１１の層が積層されたインフュージョン成形型１００の周囲を囲む。この場合、両側のシール材１３１を覆うように気密性フィルム１３２が配設される。
【００５５】
＜減圧工程および樹脂含浸工程＞
図５は、インフュージョン成形型１００を用いたインフュージョン成形方法における減圧工程および樹脂含浸工程を説明するための模式的外観図である。図６は、図５のＣ−Ｃ線断面の一例を示す模式的断面図である。
【００５６】
図５に示すように、真空ポンプ１４３を駆動させ、吸気用チューブ１４１から気密性フィルム１３２内の空気を矢印ＥＸの方向に吸気することによって排気する。これにより、気密性フィルム１３２内が減圧され、気密性フィルム１３２は、その表面から軸体１１０の軸芯へ向かう方向に収縮する。それに伴い、強化繊維３００、離型布３１０および樹脂拡散材３１１の積層も、厚み方向への負荷を受ける。さらに、強化繊維３００の層の内側面３０１とインフュージョン成形型１００の外周表面との間に存在していた隙間Ｓ（図４参照）の空気も気密性フィルム１３２外に排出される。
【００５７】
これにより、図６に示すように、主として強化繊維３００の層が圧縮されるとともに、強化繊維３００、離型布３１０および樹脂拡散材３１１の積層がインフュージョン成形型１００の外周表面に沿って張りつく。具体的には、強化繊維３００の層の内側面３０１が、表面拡張部１２０の表面１２１と軸体１１０の外周表面１１２との境界１１５近傍においても、表面拡張部１２０の表面１２１および軸体１１０の外周表面１１２に密着する。インフュージョン成形型１００においては、表面拡張部１２０を用いない従来法によってインフュージョン成形型に密着せず皺として生じていた余剰部分の強化繊維層に対応する面積が、表面拡張部１２０によって予め確保されているため、上述のように強化繊維３００の層の内側面３０１がインフュージョン成形型１００の外周表面に密着することができる。この結果、強化繊維３００の皺を生じにくくすることができる。
【００５８】
その結果、マトリックス樹脂が、樹脂供給タンク１５３から樹脂供給管１５４および樹脂注入用チューブ１５１を介して（矢印ＩＮの方向）、樹脂注入用スパイラルチューブ１５０から強化繊維３００の層内に進入する。これによって、マトリックス樹脂が強化繊維３００に含浸される。
【００５９】
この場合、樹脂拡散材３１１が上述のように樹脂供給側のみに局所的に巻回されていることが、効率よい樹脂含浸を可能にする。
樹脂拡散材３１１が設けられた部分においては、マトリックス樹脂が樹脂拡散材３１１に沿って進行するため、積層の外周に沿ってマトリックス樹脂がいったん均一に分配される。さらに、樹脂拡散材３１１が設けられていない部分においては、マトリックス樹脂が樹脂拡散材３１１の影響を受けずに進行可能であるため、均一に分配されたマトリックス樹脂が排気方向（矢印ＥＸの方向）へ誘導される過程で、積層の厚み方向にも含浸しやすくなる。
【００６０】
強化繊維３００の層へのマトリックス樹脂が完全に含浸した後、含浸されたマトリックス樹脂が完全硬化または完全固化する前に、真空ポンプ１４３の駆動を停止することによって、減圧工程が終了する。
【００６１】
マトリックス樹脂が完全硬化または半硬化もしくは完全固化または半固化して（例えば、完全硬化であればマトリックス樹脂含浸完了後２４時間経過時）、離型布３１０および樹脂拡散材３１１を取り外し、図７に示す繊維強化樹脂成形品４００を得る。上述のように繊維層３００（図６参照）の皺が生じにくくした結果、繊維強化樹脂４０１の層を表面性良いものとして得ることができる。
【００６２】
＜繊維強化樹脂成形品＞
図７に示すように、繊維強化樹脂成形品４００は、軸体１１０、および軸体１１０の外周表面１１２に設けられた表面拡張部１２０を有するインフュージョン成形型１００と、インフュージョン成形型１００の外周表面に設けられた繊維強化樹脂４０１（すなわち、インフュージョン成形型１００の外周表面に設けられた強化繊維とそれに含浸された樹脂との複合材）とを有する。
【００６３】
＜インフュージョン成形型の製造＞
インフュージョン成形型１００は、表面拡張部１２０となる部材を軸体１１０の外周表面１１２に取り付けることによって製造することができる。取り付け方法は、軸体１１０および表面拡張部１２０となる部材の材質を考慮して、当業者が適宜決定することができる。
【００６４】
また、後述するように、軸体１１０と表面拡張部１２０とは一体であってもよい。この場合、表面拡張部１２０に対応する部分と軸体１１０に対応する部分との両方が形成された金型を用い、軸体１１０と表面拡張部１２０とが一体成形されたものとして製造してもよい。
さらに、表面拡張部１２０を有する可撓性シートをあらかじめ製造し、当該可撓性シートを軸体１１０に巻きつけて取り付けることによって製造してもよい。
【００６５】
＜他の例＞
図８から図１１は、第１実施形態に係るインフュージョン成形型１００の他の例を示す。他の例においては、第１実施の形態と異なる点について説明し、同一点については説明を省略する。
【００６６】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係るインフュージョン成形型１００の他の例を示す模式的一部拡大図である。
図８（ａ）に示すインフュージョン成形型１００ａは、軸体１１０ａと表面拡張部１２０ａとが一体成型されている。なお、図８（ａ）においては、インフュージョン成形型１００ａの、図２における四角囲み部分に相当する部分の拡大図である（後述の図８（ｂ）においても同様）。インフュージョン成形型１００ａにおいては、表面拡張部１２０ａが、軸体１１０ａの表面１１２ａの稜線と表面拡張部１２０ａの表面１２１ａの稜線とが折れ曲がった形状となるように設けられることで、両平面１１２ａ，１２１ａが境界１１５ａによって三次元的に明確に区切られる。
【００６７】
図８（ｂ）に示すインフュージョン成形型１００ｂは、軸体１１０ｂと表面拡張部１２０ｂとが一体成型されている。インフュージョン成形型１００ａの場合とは異なり、インフュージョン成形型１００ｂにおいては、表面拡張部１２０ｂが、軸体１１０ｂの表面１１２ｂの稜線と表面拡張部１２０ｂの表面１２１ｂの稜線とが滑らかな曲線で繋がるように設けられることで、両平面１１２ｂ，１２１ｂが境界１１５ｂにおいて三次元的に明確に区切られることなく滑らかな曲面で繋がっている。
【００６８】
このように両平面１１２ｂ，１２１ｂの境界１１５ｂが滑らかであるため、減圧工程（図６参照）において、当該境界１１５ｂ近傍表面において、強化繊維３００の層の内側面３０１が沿いやすい。つまり、減圧工程において当該境界１１５ｂに隙間が出来にくく、強化繊維３００の層の密着性が良い。これによって、インフュージョン成形型１００ｂによって得られる成形品において、強化繊維による強度が確保しやすい。
【００６９】
図９は、第１実施形態に係るインフュージョン成形型１００の他の例を示す模式的断面図であり、図２に対応する。
図９に示すインフュージョン成形型１００ｃは、軸体１１０ｃの外周表面１１２ｃに表面拡張部１２０ｃを有する。表面拡張部１２０ｃは、その表面１２１ｃが、軸体１１０ｃの外周表面１１２ｃを基準として、軸体１１０ｃの径方向において軸芯側に凹となるように形成される。
【００７０】
図１０は、第１実施形態に係るインフュージョン成形型１００の他の例を示す模式的外観斜視図である。
図１０に示すインフュージョン成形型１００ｄは、軸体１１０ｄの外周表面に表面拡張部１２０ｄを有する。表面拡張部１２０ｄは、軸体１１０ｄの径方向において軸芯と反対側に凸となるように形成される。表面拡張部１２０ｄは、軸体１１０ｄの軸芯に対して螺旋状に配置された突状リブである。
【００７１】
表面拡張部１２０ｄがこのように螺旋状に配置されることによって、減圧工程（図６参照）において強化繊維３００の層が受ける応力を層全体に分散させることができる。さらに、インフュージョン成形型１００ｄによって得られる繊維強化樹脂成形品が高圧管として使用される場合においては、表面拡張部１２０ｄが、筒孔１１１ｄ内の圧力に対する強度の補強にも資する。
【００７２】
図１１は、第１実施形態に係るインフュージョン成形型１００の他の例を示す模式的外観斜視図である。
図１１に示すインフュージョン成形型１００ｅは、軸体１１０ｅの外周表面に表面拡張部１２０ｅを有する。表面拡張部１２０ｅは、軸体１１０ｅの径方向において軸芯と反対側に凸となる点状突起である。
【００７３】
表面拡張部１２０ｅがこのように点状突起の態様で設けられることによって、軸体１１０ｅの外周表面を、軸体１１０ｅの周方向および軸方向に均一に拡張することができる。
また、減圧工程（図６参照）において突起が強化繊維３００の層に対して滑り止めにもなる。このため、減圧工程（図６参照）において強化繊維３００の層をインフュージョン成形型１００ｅに均等に密着させることができる。
【００７４】
＜変形例＞
＜軸体＞
第１実施形態においては、軸体１１０として軸芯が直線の直管を例示したが、軸体１１０はこの形状のものに限られず、例えば軸芯が曲線のもの、具体的にはエルボ型等の形状を有する軸体であってもよい。さらに、軸体としては、軸芯が分岐しているもの、具体的にはＴ型等の形状を有する軸体であってもよい。
また、第１実施形態においては、インフュージョン成形型１００は軸体１１０と表面拡張部１２０とから構成されるものを例示したが、軸体１１０には更なる他の構造が付加されていてよい。例えば、フランジ部が付加されていてもよい。
さらに、第１実施形態においては、軸体１１０として筒孔１１１を有する管状体を例示したが、軸体１１０はこの態様のものに限られず、例えば中実の柱体であってもよい。
【００７５】
＜表面拡張部＞
第１実施形態においては、表面拡張部１２０として、ポリ塩化ビニル製の軸体１１０の外周表面１１２に設けられた木片を例示したが、表面拡張部１２０は、軸体１１０と異素材であることと同素材であることとを問わない。また、表面拡張部１２０は、マトリックス樹脂と異素材であることと同素材であることとを問わない。表面拡張部１２０がマトリックス樹脂と同素材である場合、繊維強化樹脂成形品４００において、繊維強化樹脂４０１との密着性の観点から好ましい。
【００７６】
第１実施形態においては、表面拡張部１２０の弾性率は、例えば８ＧＰａ以上４０ＧＰａ以下であってよい。ここで、表面拡張部１２０の弾性率は、繊維強化樹脂４０１の弾性率と等しいか、近似していることが好ましい。例えば第１実施形態の場合は、上述の範囲以内の弾性率を有する表面拡張部１２０であることが好ましい。
【００７７】
また、表面拡張部１２０は、熱硬化性複合材であってよい。この場合、繊維強化樹脂４０１と組成が等しいか、近似していることが好ましい。これによって、表面拡張部１２０の弾性率を、繊維強化樹脂４０１と等しいまたは近似したものとすることができる。
【００７８】
＜強化繊維＞
第１実施形態においては、強化繊維３００として、ガラス繊維を例示したが、これに限定されず、例えば、カーボン繊維、アラミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、塩化ビニル繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維、およびアセテート繊維その他の有機合成繊維；金属繊維その他の無機繊維；麻および竹その他の天然繊維；ならびにレーヨンその他の再生繊維等から選択されてよい。特に、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維が好適である。また、上述した強化繊維は、複数種混合して使用してもよい。
【００７９】
また、強化繊維３００は、織布、不織布および混抄紙等であってよく、上述の繊維を、糸状、マット状、クロス状、テープ状、またはシート状とした態様のものであってよい。
【００８０】
強化繊維３００の層は少なくとも軸体１１０の外周の長さを有する上記態様の強化繊維３００を１または複数用い、インフュージョン成形型１００に所定の層厚となるまで巻回させて形成することができる。
また、軸体１１０の外周の長さより短い長さを有する上記態様の強化繊維３００の小片を複数用い、それぞれ一部を互いに重ね合わせて軸体の周方向など所定の方向にずらしながら、所定の層厚となるまで張りつけることにより形成することもできる。強化繊維３００の小片を複数貼り付ける態様は、特に軸芯が曲線であるおよび／または軸芯を複数有する軸体を用いる場合において好ましい。この場合、軸体の外周表面形状に応じた様々な形状の強化繊維３００の小片を当業者が適宜作成することができる。
【００８１】
なお、強化繊維３００の強度および密度は、所望の繊維強化樹脂成形品４００の強度および繊維強化樹脂４０１の層の厚みを考慮し、当業者が適宜選択することができる。
【００８２】
＜マトリックス樹脂＞
マトリックス樹脂としては特に限定されないが、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、およびシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。また、マトリックス樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリオキシベンゾイル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、酢酸セルロース樹脂等の熱可塑性樹脂も挙げられる。
【００８３】
また、マトリックス樹脂は、強化繊維３００の層への含浸を促進させるため、粘度が０．２Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度が０．２Ｐａ・ｓを超えるとマトリックス樹脂が強化繊維３００の層に含浸しにくくなり、含浸時間が長くなることで生産性が低下したり、含浸不良を起こしたりする傾向にある。
この観点から、マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、供給時の樹脂の態様はあらかじめ加温して溶融状態にすることで、粘度を低下させたものであってよい。
なお、マトリックス樹脂には着色用の顔料の使用、および／または成形後の耐久性等を考慮し、酸化防止剤、難燃剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、および光安定剤等から選ばれる添加材を適宜配合してもよい。
【００８４】
＜気密性フィルム＞
本実施の形態において用いられる気密性フィルム１３２の形状は、軸体１１０の形状に応じたものを適宜使用することができる。
気密性フィルム１３２は、気密状態を確保できるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ナイロン樹脂等の樹脂をフィルム状としたものが挙げられる。
【００８５】
＜吸気管および樹脂注入管＞
第１実施形態においては、吸気管および樹脂注入管としてスパイラルチューブ１４０，１５０を示したが、吸気管および樹脂注入管はこのような態様に限られるものではない。例えば、ガイドパイプ１３０の外周表面に装着可能なリング状の中空部材であって、中空内部と外部とを連通する孔を吸気用または樹脂注入用として有する部材が用いられてもよい。
【００８６】
＜実施形態及び他の例における各部と請求項の各構成要素との対応関係＞
本発明において、インフュージョン成形型１００，１００ａ，〜，１００ｅが「インフュージョン成形型」に相当し、軸体１１０，１１０ａ，〜，１１０ｅが「軸体」に相当し、外周表面１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃが「外周表面」に相当し、表面拡張部１２０，１２０ａ，〜，１２０ｅが「表面拡張部」に相当し、強化繊維３００が「強化繊維」に相当し、気密性フィルム１３２が「気密性フィルム」に相当し、繊維強化樹脂成形品４００が「繊維強化樹脂成形品」に相当する。
【００８７】
上述においては、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれら実施形態に制限されない。本発明の趣旨と範囲から逸脱することのない様々な他の実施形態がなされる。さらに、上述の実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００８８】
１００，１００ａ，〜，１００ｅ  インフュージョン成形型
１１０，１１０ａ，〜，１１０ｅ  軸体
１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ  軸体の外周表面
１２０，１２０ａ，〜，１２０ｅ  表面拡張部
１３２  気密性フィルム
３００  強化繊維
４００  繊維強化樹脂成形品
【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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