(57)【要約】【課題】従来の構造体と同等以上の強度、寸法精度などの性能を有するＦＲＰ構造体を、樹脂の未含浸部を発生させることなく、安価にかつ簡易に成形できるＦＲＰ構造体の製造方法を提供する。【解決手段】少なくともスキン材と桁材からなるＦＲＰ構造体の製造方法において、強化繊維のスキン材プリフォームに強化繊維の桁材プリフォームの少なくとも一部分を接触させて配置するプリフォームの配置工程と、少なくとも桁材プリフォームに減圧吸引口を設け、プリフォームの全部を密閉媒体で覆って内部を減圧する密閉減圧工程と、密閉媒体内に差圧により樹脂を注入してスキン材と桁材の両方を同時に硬化させる樹脂の注入硬化工程を含むことを特徴とするＦＲＰ構造体の製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともスキン材と桁材からなるＦＲＰ構造体の製造方法において、強化繊維のスキン材プリフォームに強化繊維の桁材プリフォームの少なくとも一部分を接触させて配置するプリフォームの配置工程と、少なくとも桁材プリフォームに減圧吸引口を設け、プリフォームの全部を密閉媒体で覆って内部を減圧する密閉減圧工程と、前記密閉媒体内に差圧により樹脂を注入してスキン材と桁材の両方を同時に硬化させる樹脂の注入硬化工程を含むことを特徴とする、ＦＲＰ構造体の製造方法。
【請求項２】
前記プリフォームの配置工程において、桁材プリフォームの外表面の一部に樹脂拡散媒体を配置することを特徴とする、請求項１に記載のＦＲＰ構造体の製造方法。
【請求項３】
前記スキン材および／または桁材のプリフォームの繊維体積含有率をＶｐｆ、成形品の繊維体積含有率Ｖｃｆとした時に、（Ｖｃｆ−Ｖｐｆ）を−１０％〜＋１０％の範囲内にすることを特徴とする、請求項１または２に記載のＦＲＰ構造体の製造方法。
【請求項４】
前記スキン材および／または桁材のプリフォームの繊維体積含有率をＶｐｆ、成形品の繊維体積含有率Ｖｃｆとした時に、（Ｖｃｆ−Ｖｐｆ）を０％〜＋５％の範囲内にすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のＦＲＰ構造体の製造方法。
【請求項５】
スキン材および／または桁材のプリフォームに、部分的に、面外方向に開口する貫通孔を設けるプリフォームの穿孔工程を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のＦＲＰ製構造体の製造方法。
【請求項６】
スキン材と桁材のプリフォームが接触している部分を通り、スキン材および桁材のプリフォームを貫通する貫通孔を設けるプリフォームの穿孔工程を含むことを特徴とする、請求項５に記載のＦＲＰ製構造体の製造方法。
【請求項７】
前記ＦＲＰ構造体が、桁材がスキン材のいずれか片面にあるＦＲＰ構造体であり、前記樹脂の注入硬化工程において、桁材の無いスキン材の面に樹脂拡散媒体を配置し、該拡散媒体内に樹脂を注入することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のＦＲＰ構造体の製造方法。
【請求項８】
前記スキン材および／または桁材のプリフォームの強化繊維に、炭素繊維を含み、かつ、前記プリフォームを、強化繊維が同一方向に配列された強化繊維基材を複数層積み重ねた構造に形成することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のＦＲＰ構造体の製造方法。
【請求項９】
前記スキン材および／または桁材のプリフォームを、少なくとも片面に熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物が、強化繊維に対し０．５〜３０重量％の範囲内で分散付与された強化繊維基材を複数層積み重ねた構造に形成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のＦＲＰ構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記スキン材および／または桁材のプリフォームを、それを構成する基材を該基材の厚み方向に延びる強化繊維で連結した構造に形成することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のＦＲＰ製構造体の製造方法。
【請求項１１】
桁材の横断面形状を、角形、Ｃ形、Ｉ形、Ｌ形、Ｚ形、Ｔ型およびハット形のいずれかに形成することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のＦＲＰ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両や船舶、航空機、建築部材など種々の分野に用いられるＦＲＰ（繊維強化プラスチックス）構造体の製造方法に関し、より詳しくは、スキン材とそれを補強する桁材とから構成される複雑な形状の構造体を成形する場合に好適なＦＲＰ構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、軽量で高強度な素材として、ＦＲＰが各種産業分野で注目されている。特に車両や船舶、航空機、建築部材など種々の分野における構造体等として適用が拡大されてきており、今後もさらなる拡大が見込まれる素材である。
【０００３】
特に高荷重がかかるようなＦＲＰ構造体は、板面状体であるスキン材とそれを補強する桁材とで構成されることが多い。スキン材とそれを補強する桁材とからなるＦＲＰ構造体の製造方法においては、スキン材と桁材をリベットなどを用いて機械的に結合する方法が広く用いられている。しかしながら、この方法には、製造コスト面と重量面から多くの問題がある。一方、各部材を接着剤により接合する方法についても広く用いられているが、とくに接着面での接着強度が十分ではなく、また広い接着面での適用には品質確保と製造コストに問題がある。
【０００４】
特許文献１では、予め硬化させた部材とドライプリフォームの部材に、熱硬化性樹脂を含浸させて２つの部材を一体化するようにしている。しかし、予め一つの部材を成形する工程が必要であるため、製造コスト面で問題がある。また、樹脂未含浸部分が界面に形成されてしまうと各部材間の接合強度が著しく低下するという問題がある。
【０００５】
特許文献２では、ドライプリフォームの桁材とスキン材の間に熱硬化性樹脂フィルムを挿入して密閉・加熱して樹脂をプリフォームに含浸させて接合するようにしている。この方法では、樹脂の注入成形とは異なり、成形方法の性質上、成形中のプリフォームの寸法変化が大きく、成形品の形状の制限や安定化が難しく、また、ボイドが生じやすい。
【０００６】
特許文献３では、スキン材と桁材のドライプリフォームの間に接着剤を配置して全体を密閉して減圧し、桁材側から樹脂を注入・硬化させるようにしている。この方法では、接着剤の存在により、スキン材と桁材間の接合強度を向上させることは可能である。しかしながら、この方法の場合、桁材内を樹脂が流動した時の圧力損失によりスキン材側に未含浸が生じやすいという問題がある。特にドライプリフォームが高密度の場合や浸透性が悪い場合にその問題が顕著となる。また、スキン材と桁材の間に接着剤が配置されているため、その間の樹脂の流路が狭くなり、特にスキン材の含浸性が悪い場合、樹脂が全体に含浸できない問題がある。
【特許文献１】特許第３３２００５１号公報
【特許文献２】特開２００３−０１１２３１号公報
【特許文献３】米国特許公開第２００３／００１９５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、従来の構造体と同等以上の強度、寸法精度などの性能を有するＦＲＰ構造体を、樹脂の未含浸部を発生させることなく、安価でかつ簡易に成形できるＦＲＰ構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明に係るＦＲＰ構造体の製造方法は、少なくともスキン材と桁材からなるＦＲＰ構造体の製造方法において、強化繊維のスキン材プリフォームに強化繊維の桁材プリフォームの少なくとも一部分を接触させて配置するプリフォームの配置工程と、少なくとも桁材プリフォームに減圧吸引口を設け、プリフォームの全部を密閉媒体で覆って内部を減圧する密閉減圧工程と、前記密閉媒体内に差圧により樹脂を注入してスキン材と桁材の両方を同時に硬化させる樹脂の注入硬化工程を含むことを特徴とする方法からなる。
【０００９】
このＦＲＰ構造体の製造方法においては、上記プリフォームの配置工程において、桁材プリフォームの外表面の一部に樹脂拡散媒体を配置するようにすることもできる。
【００１０】
また、上記スキン材および／または桁材のプリフォームの繊維体積含有率をＶｐｆ、成形品の繊維体積含有率Ｖｃｆとした時に、（Ｖｃｆ−Ｖｐｆ）を−１０％〜＋１０％の範囲内にすることが好ましい。
【００１１】
また、上記スキン材および／または桁材のプリフォームの繊維体積含有率をＶｐｆ、成形品の繊維体積含有率Ｖｃｆとした時に、（Ｖｃｆ−Ｖｐｆ）を０％〜＋５％の範囲内にすることがより好ましい。
【００１２】
また、上記ＦＲＰ構造体の製造方法においては、スキン材および／または桁材のプリフォームに、部分的に、面外方向に開口する貫通孔を設けるプリフォームの穿孔工程を含むこともできる。
【００１３】
また、上記ＦＲＰ構造体の製造方法においては、スキン材と桁材のプリフォームが接触している部分を通り、スキン材および桁材のプリフォームを貫通する貫通孔を設けるプリフォームの穿孔工程を含むこともできる。
【００１４】
また、上記ＦＲＰ構造体の製造方法においては、前記ＦＲＰ構造体が、桁材がスキン材のいずれか片面にあるＦＲＰ構造体である場合、前記樹脂の注入硬化工程において、桁材の無いスキン材の面に樹脂拡散媒体を配置し、該拡散媒体内に樹脂を注入するようにすることもできる。
【００１５】
また、上記ＦＲＰ構造体の製造方法においては、上記スキン材および／または桁材のプリフォームの強化繊維に、炭素繊維を含み、かつ、上記プリフォームを、強化繊維が同一方向に配列された強化繊維基材を複数層積み重ねた構造に形成することが好ましい。
【００１６】
また、上記ＦＲＰ構造体の製造方法においては、前記スキン材および／または桁材のプリフォームを、少なくとも片面に熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物が、強化繊維に対し０．５〜３０重量％の範囲内で分散付与された強化繊維基材を複数層積み重ねた構造に形成することができる。
【００１７】
また、上記ＦＲＰ構造体の製造方法においては、上記スキン材および／または桁材のプリフォームを、それを構成する基材を該基材の厚み方向に延びる強化繊維で連結した構造（例えば、ステッチ構造）に形成することもできる。
【００１８】
さらに、上記ＦＲＰ構造体の製造方法においては、桁材の横断面形状について特に限定しないが、例えば、角形、Ｃ形、Ｉ形、Ｌ形、Ｚ形、Ｔ型およびハット形のいずれかに形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るＦＲＰ構造体の製造方法によれば、樹脂の未含浸部の無い安定した品質のＦＲＰ構造体を、高い生産性をもって得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明について、望ましい実施の形態とともに、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るＦＲＰ構造体の製造方法が適用可能な、スキン材と桁材からなるＦＲＰ構造体の一例を示す斜視図である。図１において、本発明は、板状体であるスキン材１とそれを補強する桁材２からなるＦＲＰ構造体３を製造するのに適用可能である。スキン材１においては、本実施態様では等断面平板の一例を示しているが、曲面を有している場合や、板厚が異なるテーパや段差を有しているような場合においても適用が可能である。桁材２においては、本実施態様ではＩ型等断面の一例を示しているが、例えば、桁材の断面形状が角形、Ｃ形、Ｉ形、Ｌ形、Ｚ形、Ｔ型またはハット形のような複雑な断面形状を有する桁材に適用した方が、より本発明の効果、すなわちプロセスの簡易化による低コスト化ができる点から好ましい。
【００２１】
図２は、本発明の第１実施態様に係るＦＲＰ構造体の製造方法の概略構成を示す斜視図であり、図３は、その成形の際の概略構成を示す図である。図２、図３において、成形型３０の上にスキン材プリフォーム１０を配置し、桁材プリフォーム２０をスキン材プリフォーム１０の上に接触させて配置する。少なくとも桁材プリフォーム２０の外表面上に減圧吸引口５１を設け、プリフォームの全部を密閉媒体５６（バッグ材）で覆って内部を減圧して、スキン材と桁材に同時に樹脂４０を注入硬化させて一体化することが、本発明の特徴である。
【００２２】
本発明では、桁材プリフォーム２０上に樹脂を素早く拡散させるための樹脂拡散媒体５２を、少なくとも桁材の外表面の一部に配置することが好ましい。また、樹脂拡散媒体とプリフォームの間には、治具や副資材を成形品から容易に引き剥がせるように、たとえば離型機能を持たせた布帛であるピールプライ５３などの離型材を配置してもよい。さらに、必要に応じて、吸引口５１の近傍にブリーザ５４を配置してもよい。
【００２３】
成形型３０はスキン材１の所望の形状に合わせた形状を成しており、材質としてはスチール、アルミ、インバーなどの金属材料、または、ＦＲＰを使用してもよい。
【００２４】
本実施態様では、プリフォームの配置工程の後、プリフォーム上に、桁材２の形状を寸法精度良く成形するための桁材の成形治具３１、系外から樹脂拡散媒体に樹脂を導入する樹脂の注入ランナー５０を配置する。そして、シーラント５５を図の通り周囲に配置し、密閉媒体５６で全体を覆う。樹脂４０と注入口５０を注入ライン４１によりバルブ６０ａを介して連通させ、真空ポンプ４３と吸引口５１を吸引ライン４２によりバルブ６０ｂを介して連通させた後、バルブ６０ｂを開いて密閉媒体５６の内部を減圧吸引する。そして、バルブ６０ａを開き、密閉媒体５６内に大気圧との差圧を利用して樹脂４０を注入し、スキン材プリフォーム１０と桁材プリフォーム２０の両方に樹脂４０を含浸させる。プリフォーム全体に樹脂が含浸した後、バルブ６０ａを閉じ、場合に応じて硬化温度までプリフォームの温度を上昇させて、スキン材と桁材に含浸させた樹脂を同時に硬化（コキュア）させてＦＲＰ構造体３を成形する。
【００２５】
これにより、従来のボルトなどの機械的な接合や接着剤のみの二次的な接着力に依存した接合ではスキン材と桁材の間が弱点となり、そこから破壊が生じて問題となる場合があったが、本発明では、スキン材プリフォーム１０と桁材プリフォーム２０を接触させて同時に樹脂を注入・硬化させるため、スキン材と桁材の間はスキン材や桁材内部の強化繊維基材同士のマトリックス樹脂の化学的な結合力と同等レベルに化学的な結合力により強固に接合され、構造体として必要十分な接合強度を得ることができる。また、従来技術の課題であるスキン材と桁材の界面にボイドが溜まる問題も解消される。
【００２６】
さらに、一度のプロセスで同時に注入・硬化させるため、それぞれを別のプロセスで成形する技術に比べて簡易化され、製造時間を短縮することが可能となった。また、接着剤、その塗布プロセスや品質管理が不要となる。
【００２７】
また、スキン材プリフォームと桁材プリフォームの２つの部材を同時に樹脂を流動させた場合、単純形状のスキン材プリフォームに先に樹脂が含浸し、含浸された樹脂によりスキン材プリフォームに接して配置される減圧吸引口と桁材プリフォームの間の通気経路が遮断され、プリフォーム内の真空圧が低下し、桁材プリフォーム、あるいは桁材プリフォームに接触するスキンの一部に樹脂の未含浸部が生じる問題があった。しかしながら、本発明の如く、桁材プリフォームに減圧吸引口を設けることにより、樹脂含浸時に減圧吸引口と桁材プリフォームの間の通気経路が遮断されることなく、桁材プリフォーム内の真空圧が維持され、プリフォーム全体に確実に樹脂を含浸させることが可能となる。また、樹脂拡散媒体を表面に配置することにより、プリフォームの面内方向（基材の積層と平行方向）に樹脂を素早く含浸させることができる。つまり、注入された樹脂は面内方向に素早く拡がり、桁材の表面とスキン材の上面部に拡散して、樹脂は桁材およびスキン材を上面から底面に向かって含浸することができる。
【００２８】
なお、本発明では、上記スキン材のプリフォーム１０または桁材のプリフォーム２０の繊維体積含有率をＶｐｆ、スキン材１または桁材２の成形品の繊維体積含有率Ｖｃｆとした時に、（Ｖｃｆ−Ｖｐｆ）が−１０％〜＋１０％の範囲内にあることが好ましい。さらに好ましくは、（Ｖｃｆ−Ｖｐｆ）が０％〜＋５％の範囲内にあれば、より本発明の効果を発揮できる。なお、プリフォームの繊維体積含有率Ｖｐｆは次式（１）、成形品の繊維体積含有率Ｖｃｆは次式（２）で示すことができ、プリフォームまたは成形品の全体積中に占める強化繊維の体積の割合を示す。
Ｖｐｆ＝（Ｗ１×１００）／（ρ×Ｔｐ）  （％）                （１）
ここで、Ｗ１：プリフォームの１ｃｍ3 あたりの強化繊維の重量  （ｇ／ｃｍ3）
ρ：強化繊維の密度  （ｇ／ｍ2）
Ｔｐ：１気圧の荷重下で測定したプリフォームの板厚  （ｃｍ）
Ｖｃｆ＝（Ｗ２×１００）／（ρ×Ｔｃ）  （％）                （２）
ここで、Ｗ２：ＦＲＰ１ｃｍ2当たりの強化繊維の重量（ｇ／ｃｍ2）
Ｔｃ：ＦＲＰの厚さ（ｃｍ）
【００２９】
これは、プリフォームの繊維体積含有率Ｖｐｆが最終の成形品の繊維体積含有率Ｖｃｆに近い、いわゆるニアネットシェイプのプリフォームで成形を行う方が、樹脂注入成形時にプリフォームの寸法の変化量が小さく、最終的な成形品の寸法精度が安定し、向上させることができるためである。すなわち、樹脂の注入硬化時に、プリフォームは（Ｖｃｆ−Ｖｐｆ）％分の体積変化が生じており、その体積変化量が大きいと成形品の寸法を安定させることが困難であり、また寸法のばらつきが大きくなるため、変化量が小さいほど、最終的な寸法精度が安定しやすいためである。
【００３０】
しかし、プリフォームの繊維含有率が高く浸透性が悪い場合には、スキン材の桁材に接触している領域では、桁材プリフォームを面外方向（板厚方向、基材の積層方向）に含浸することによる圧力損失が大きいため、さらにはスキン側が先に底面まで含浸して吸引口からの脱気が樹脂で遮断されることにより、含浸樹脂の差圧が無くなり、スキンの底面側に樹脂の未充填部が生じる場合がある。特に従来技術のようにスキン材と桁材の界面に接着剤を貼付する場合には、接着剤により界面の流路が狭くなるため、この問題が生じやすい。
【００３１】
本発明では、スキン材および／または桁材のプリフォームの面外方向に、部分的に貫通孔をあける（つまり、部分的に、面外方向に開口する貫通孔を設ける）プリフォームの穿孔工程を設けることもできる。貫通孔は、スキン材のみ、あるいは桁材のみにあけてもよいし、両方にあけてもよい。さらに、例えば図４に示すように、スキン材１と桁材２が接触している部分に貫通孔７０を設けることにより、スキン材１と桁材２が重なった部分は、まず樹脂が面外方向に貫通孔７０を通った後、面内方向に拡散して全体に含浸するため、含浸の抵抗が少なく、全体に含浸させることが可能となる。貫通孔７０の大きさは物性に影響を及ぼさない程度の大きさ、具体的には３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
次に、本発明の別の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図５は、上記第１実施態様の変形例に係るＦＲＰ構造体の製造方法を示す概略構成図である。第１実施態様と異なる点は、樹脂拡散媒体５２をスキン材の底面側に配置する点にある。第１実施態様と同様にして密閉媒体内を減圧した後、バルブ６０ａを開き、樹脂拡散媒体５２内に樹脂を拡散させる。樹脂は底面側からスキン材の面外方向に含浸する。樹脂がスキン材に含浸する際に圧力損失が生じるが、桁材内は上部の減圧口により真空状態が維持されるため、樹脂は差圧を維持して桁材内にも拡散し、プリフォーム全体に樹脂を含浸させることができる。スキン材の圧力損失が大きい場合には、バルブ６０ｃを開放して、桁材に樹脂を注入し、圧力を加えて全体に含浸させてもよい。すなわち、桁材がスキン材のいずれか片方の面にあるＦＲＰ構造体において、桁材の無い面に樹脂拡散媒体を配置し、前記拡散媒体内に樹脂を注入することによりプリフォーム全体に完全に樹脂を含浸できることになる。
【００３３】
本発明において、上記スキン材および／または桁材のプリフォームの強化繊維については、特に限定されるものではないが、例えば、ガラス繊維などの無機繊維、あるいは、炭素繊維、アラミド繊維、その他有機繊維が挙げられる。なかでも、構造体としての軽量性、強度に優れる炭素繊維が含まれている強化繊維を使用することがより好ましい。また、前記スキン材および／または桁材のプリフォームが強化繊維基材を複数層積み重ねた構造である場合、該強化繊維基材は、強化繊維が同一方向に配列された構成であることが、強度上有利となるため好ましい。さらに、成形品の強化繊維基材の層間強度を向上させる点では、前記スキン材および／または桁材のプリフォームは、基材の厚み方向に強化繊維で連結された構造であってもよい。場合に応じて、前記スキン材と桁材のプリフォームの間が、強化繊維により連結させることにより、スキン材と桁材間の接合強度を向上させることができる。
【００３４】
また、成形品の強化繊維基材の層間強度を向上させ、プリフォームの寸法を安定化させる点から、前記スキン材および／または桁材のプリフォームは、少なくとも片面に熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物が分散付与された強化繊維基材を複数層積み重ねた構造であってもよい。その場合、前記樹脂組成物が、前記強化繊維基材に対し０．５〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％の範囲内で分散付与されていることが望ましい。層間が強化されることにより力学特性が向上するだけでなく、プリフォームのタック機能を有しており、従来技術では困難であった繊維含有率が高く寸法精度に優れるプリフォームを形成しやすい。すなわち、プリフォームの精度向上により、ＦＲＰ構造体の力学特性の向上と寸法精度の安定と言う本発明の効果をより発揮できる点から好ましい。また、熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂組成物は、前記スキン材と桁材のプリフォームの間に分散付与されていることが好ましい。スキン材と桁材の間に樹脂組成物が分散付与されることにより、樹脂の流動の妨げることなく、接合の強度を向上させる効果を得られる。
【００３５】
以上、本発明により、従来の構造体と同等以上の強度、寸法精度などの性能を有するＦＲＰ構造体を、製造時間を短縮して安価に製造できるようになった。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例に基づいて、上記図面を参照しながら説明する。
実施例１
図２、３に示すとおり、炭素繊維（東レ（株）製、Ｔ８００Ｓ）の一方向織物にＰＥＳとエポキシからなる高靱性化粒子を分散付与した強化繊維基材を５００ｍｍ×５００ｍｍのサイズに切断し、平板の上に疑似等方性配向になるように積層し、密閉媒体としてのナイロン製バギングフィルムで密閉して真空引きした後、６０℃で一時間加熱して一体化し、平板のプリフォームを形成した。
【００３７】
また、炭素繊維（東レ（株）製、Ｔ８００Ｓ）の一方向織物にＰＥＳとエポキシからなる高靱性化粒子を分散付与した強化繊維基材を切断し、疑似等方性配向になるように積層し、断面が１００ｍｍ×５０ｍｍで長さが５００ｍｍ、各角が径５ｍｍのＲ加工した直方体マンドレルにしわが生じないように３つの面に沿わせて賦形し、ナイロン製バギングフィルムで密閉して真空引きした後、６０℃で一時間加熱して、Ｃ型プリフォームを形成した。２つのＣ型プリフォームを互いに背中合わせにし、東レ（株）製炭素繊維Ｔ８００Ｓの一方向織物を詰めて、最後に同じ高靱性化粒子を分散付与した東レ（株）製炭素繊維織物を疑似等方に積層した１００ｍｍ×５００ｍｍの積層体を重ねて、再びバギングフィルムで密閉して真空引きし、６０℃で１時間加熱して、Ｉ型プリフォームを賦形した。
【００３８】
アルミ製の平板治具の上にスキン材プリフォームを配置して、その上にＩ型の桁材プリフォームの片面を接触させて配置した。そして、ピールプライとしてナイロン製タフタ、樹脂拡散媒体としてポリプロピレン製メッシュ材、そして、アルミ製の桁材の成形治具をプリフォームに配置し、プリフォームの周りにシーラントを配置して、密閉媒体としてナイロン製バギングフィルムで全体を密閉した。その後、プリフォーム内を真空吸引し、６０℃まで昇温した後、エポキシ樹脂を注入して、樹脂注入完了後、１３０℃に昇温して２時間放置し一次硬化させ、冷却した後、一体化されたＦＲＰ構造体を治具から取り出した。このＦＲＰ構造体を１８０℃に昇温したオーブンに入れて２時間放置し、後硬化させて目標とするＦＲＰ構造体を完成させた。
【００３９】
ＦＲＰ構造体のスキン材と桁材の断面を切断して観察した結果、スキン材と桁材の界面にボイドは無く、また、局所的な樹脂リッチや繊維うねりなどの強度上に問題となる不具合が無いことが確認された。また、板厚などの各種寸法精度は従来技術と同等以上であった。したがって、従来技術と同等以上の成形品を、簡易なプロセスで得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、車両、船舶、航空機、あるいは建築部材など種々の分野に用いられるＦＲＰ構造体の製造方法に適用することがより特徴を発揮できる点から好ましいが、その他の産業用途、スポーツ用途など、広範囲なＦＲＰ構造体の製造方法に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るＦＲＰ構造体の製造方法が適用可能な、スキン材と桁材からなるＦＲＰ構造体の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施態様に係るＦＲＰ構造体の製造方法を示す概略斜視図である。
【図３】図２のＦＲＰ構造体の製造方法における概略断面構成を示す、概略構成図である。
【図４】本発明において貫通孔を設ける場合のＦＲＰ構造体の製造方法を示す概略構成図である。
【図５】本発明の別の実施態様に係るＦＲＰ構造体の製造方法を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：スキン材
２：桁材
３：ＦＲＰ構造体
１０：スキン材の強化繊維プリフォーム
２０：桁材の強化繊維プリフォーム
３０：成形型
３１：桁材の成形治具
４０：樹脂
４１：注入ライン
４２：減圧ライン
４３：真空ポンプ
５０：注入ランナー
５１：吸引口
５２：樹脂拡散媒体
５３：ピールプライ
５４：ブリーザ
５５：シーラント
５６：密閉媒体
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ：バルブ
７０：貫通孔
【図１】
2006306057.tif 000003
【図２】
2006306057.tif 000004
【図３】
2006306057.tif 000005
【図４】
2006306057.tif 000006
【図５】
2006306057.tif 000007