(57)【要約】【課題】  従来の三次元立体織物に樹脂を含浸したものは、樹脂の含浸量が一定しない。即ち、１つの成形品に要する樹脂の量は計算して求められるが、手で塗布（含浸）するため広い範囲において均一に塗布することは不可能である。よって、部分的に量が不足するところが存在する。また、これを防止しようとすると、どうしても全体量を増やすことになってしまう。【解決手段】  三次元立体編織布を用いた方法であって、次の工程を有するもの、ａ  三次元立体編織布を型部材に沿わせて載置する、ｂ  カバー部材によって、該三次元立体編織布を気密にカバーする、ｃ  気密にカバーした内部から空気を吸引する、ｄ  該気密にカバーした内部に液状樹脂を注入する、ｅ  吸引停止前から又は停止後、該気密にカバーした内部に気体又は発泡性剤を導入する、ｆ  樹脂を硬化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元立体編織布を用いた方法であって、次の工程を有することを特徴とするプラスチックの成形方法、
ａ  三次元立体編織布を型部材に沿わせて載置する、
ｂ  カバー部材によって、該三次元立体編織布を気密にカバーする、
ｃ  気密にカバーした内部から空気を吸引する、
ｄ  該気密にカバーした内部に液状樹脂を注入する、
ｅ  吸引停止前から又は停止後、該気密にカバーした内部に気体又は発泡性剤を導入する、
ｆ  樹脂を硬化させる。
【請求項２】
空気の吸引、樹脂の注入は複数の開口部から行なうものである請求項１記載のプラスチックの成形方法。
【請求項３】
三次元立体編織布を用いた成形体であって、次の工程によって製造されたことを特徴とするプラスチック成形体、
ａ  三次元立体編織布を型部材に沿わせて載置する、
ｂ  カバー部材によって、該三次元立体編織布を気密にカバーする、
ｃ  気密にカバーした内部から空気を吸引する、
ｄ  該気密にカバーした内部に液状樹脂を注入する、
ｅ  吸引停止前から又は停止後、該気密にカバーした内部に気体又は発泡性剤を導入する、
ｆ  樹脂を硬化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックの成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックは、その成形の容易さから非常に多くの成形品がある。その成形方法は多種存在するが、なかでも大きな強度が要求されるものには、繊維を混合したＦＲＰ（繊維補強プラスチック）や、三次元立体織物に樹脂を含浸したものが使用されている。
【０００３】
従来よく知られているＦＲＰは、短い繊維を樹脂に混合し、それを成形するため重量的にはほとんど変わらないか、かえって重くなる。よって、軽量化を望むような場所には不向きである。また、従来のＦＲＰ以上の断熱性や曲げ剛性が要望されることも多い。
【０００４】
以上のような観点からは、三次元立体織物に樹脂を含浸したものが最も優れている。これは、型の上に三次元立体織物を置き、その上から樹脂を手で塗布し、織物に樹脂を含浸させる。そして、樹脂を硬化させれば完成である。三次元立体織物が樹脂中にコンクリートの鉄筋のように存在しているため、非常に強く、単なるプラスチックとは桁違いである。また、樹脂の量は少なくて済むため、非常に軽量である。特許文献１参照。
【特許文献１】特開平１１−９１０３７号公報
【０００５】
しかしながら、この方法では、樹脂の含浸量が一定しない。即ち、１つの成形品に要する樹脂の量は計算して求められるが、手で塗布（含浸）するため広い範囲において均一に塗布することは不可能である。よって、部分的に量が不足するところが存在する。また、これを防止しようとすると、どうしても全体量を増やすことになってしまう。
【０００６】
手で塗布するため、樹脂中の溶剤や残存モノマーが揮散して作業環境を悪化させる。特に最近では環境ホルモン等の研究が進み、微量でも影響があることが証明されてきている。
【０００７】
更に、三次元立体織物は、立体に織られているとはいえ、その設計厚み（上下から引っ張って最も厚い状態での厚み）と同じようにして樹脂を硬化させることは不可能である。ある程度は、樹脂が含浸するときに、寝ている垂直糸が立ち上がるが、当然完全ではない。よって、通常は厚みが不足する状態で硬化している。これは、垂直糸が垂直になっていないということであり、引張強度や曲げ強度等もどうしても落ちることとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、従来のような欠点がなく、三次元立体織物の利点を充分に発揮できるプラスチックの成形方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明プラスチックの成形方法及び成形体を完成したものであり、その特徴とするところは、成形方法にあっては、三次元立体編織布を用いた方法であって、次の工程を有する点にあり、
ａ  三次元立体編織布を型部材に沿わせて載置する、
ｂ  カバー部材によって、該三次元立体編織布を気密にカバーする、
ｃ  気密にカバーした内部から空気を吸引する、
ｄ  該気密にカバーした内部に液状樹脂を注入する、
ｅ  吸引停止前から又は停止後、該気密にカバーした内部に気体又は発泡性剤を導入する、
ｆ  樹脂を硬化させる。
成形体にあっては、三次元立体編織布を用いた成形体であって、次の工程によって製造された点にある、
ａ  三次元立体編織布を型部材に沿わせて載置する、
ｂ  カバー部材によって、該三次元立体編織布を気密にカバーする、
ｃ  気密にカバーした内部から空気を吸引する、
ｄ  該気密にカバーした内部に液状樹脂を注入する、
ｅ  吸引停止前から又は停止後、該気密にカバーした内部に気体又は発泡性剤を導入する、
ｆ  樹脂を硬化させる。
【００１０】
本発明でいう三次元立体編織布は、三次元立体構造を持つ編物や織物をいう。通常は、表裏に２枚の編物や織物があり、その２枚を垂直糸で連結した構造を有している。これら自体は市販されており、新しいものではない。本発明は、このような立体構造を有するものであればよい。
【００１１】
この、三次元立体編織布の材質は特に限定しないが、柔軟なものよりある程度剛性を有するものが好適である。例えば、ガラス繊維、カーボン繊維その他である。パラビーム社（オランダ）製の三次元中空構造ガラス織物が好適であった。
【００１２】
この三次元立体編織布を型部材に載置する。ここでいう型部材は、単なる板でも、湾曲したものでも、要するに樹脂と立体編織布をどのような形にするか、その一部を決めるものでよい。圧縮成形や射出成形のようにほぼ全体を覆うような型である必要はない。例えば、板を製造する場合、平面（曲がっていない）を形成するためには、どこかの平面に樹脂を流して硬化させる必要があるが、その時の平面もここでいう型部材である。また、載置とは、単に置くだけでも、なんらかの手段で固定してもよい。
【００１３】
カバー部材は、三次元立体編織布を気密に封止できるものであればどのようなものでもよい。例えば、プラスチックシートである。勿論、金属箔やその他のものでも可能であるが、柔軟なものが望ましいことは言うまでもない。
【００１４】
このカバーには少なくとも２ヶ所の開口を設ける。空気を吸引、導入したり、樹脂を注入したりするため、開口部にはパイプを設けて接続を容易にすることが望ましい。また、バルブを設けてもよい。
【００１５】
この開口は、樹脂の浸透が均一になるように、空気吸引開口も、樹脂注入開口も複数設けてもよい。
【００１６】
このように封止した後、その内部を減圧するため、内部空気を真空ポンプ等で吸引する。吸引程度は、後述する樹脂が吸引される程度でよく特別何気圧以下にしなければならないものではない。
このように減圧し始めると、樹脂を注入する。注入といっても、内部が減圧されているため、単に樹脂液容器と連通させるだけ（例えば、バルブを開く）でバキューム効果で自動的に樹脂液はカバー部材内部に入る。即ち、三次元立体編織布の空間に浸透していく。この時、予め浸透させる量を決めておき、その量だけを吸引される容器に入れるようにすればよい。バキューム効果で隅々まで浸透する。
【００１７】
吸引によって、樹脂の浸透方向が吸引口に偏る場合には、吸引を早めに停止し、樹脂の自由な浸透に任せてもよい。また逆に樹脂注入を停止し吸引を続けてもよい。
【００１８】
樹脂は、浸透が容易なように比較的低粘度に調整した方がよい。
樹脂は熱硬化性樹脂が好適であるが、加熱硬化型や常温硬化型でよい。通常は無溶剤タイプのものが望ましい。粘度を下げるため、溶剤を加え、それは最初の吸引で系外に出せるものであっても構わない。樹脂としては不飽和ポリエステルの２液性のものや、エポキシ系のもの、アクリル系のもの等自由である。
【００１９】
樹脂が所定量注入された時か、充分均一浸透した時か等の適当なときに、吸引、注入をやめて、これらの開口か、また別の開口から気体を導入する。気体は通常空気であるが、他の気体でもよい。更に、発泡性剤でもよい。例えば、発泡性樹脂を導入して内部で発泡させてもよい。発泡倍率の高い（２０〜６０倍等）樹脂の場合補強だけでなく、内部に小空気室ができるため断熱効果が大きくなる。
この気体等の導入時期は、前記した吸引の停止前から始めても、停止後始めても良い。
【００２０】
気体を導入するには、コンプレッサーやブロアを用いればよいが、量がわずかである場合、手動のふいごのようなものでも可能である。この気体や発泡性剤（気体等）の導入の理由は、三次元立体編織布の上下の編織布を気体等で押圧し、垂直糸をほぼ直角にし、設計厚みにまで広げるためである。
上方はカバー部材でカバーされており、且つ樹脂が浸透し上部を塞いでいるため、気体等の導入によって三次元立体編織布の厚みは増加する。
【００２１】
導入する気体等の量は、三次元立体編織布の厚みで判断すればよく、わずかな量、わずかな時間で可能である。１ｍ×１ｍ×１ｃｍの三次元立体編織布では、数秒〜十数秒でよい。厚みとしても、樹脂の浸透のみで５ｍｍ程度にはなるため、そこから１ｃｍへ膨らますという感じである。
【００２２】
次いで樹脂を硬化させる。これは、その使用した樹脂の硬化温度にするか、常温硬化型であれば、常温で放置する。このとき、導入した気体等を入れたまま密閉して行なうか、大気開放で行なうかは自由である。しかし、厚みを充分確保するには、密閉して行なった方がよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明方法には次のような利点がある。
（１）  真空に引きながら樹脂を注入するため、樹脂の浸透が効率よく、手で塗布するものと比較して均一に含浸させることができる。このため、部分的な樹脂不足や、過剰含浸がない。
（２）  気体等の導入によって、三次元立体編織布の厚みが設計通りになる（復元）。垂直糸がほぼ垂直になるため、強度も優れている。
（３）  樹脂が均一に設計通り含浸できるため、無駄がなく重量過剰にならないため、軽量化可能である。
（４）  樹脂の注入をカバー（密閉）して行なうため、溶剤や残存モノマーが作業現場に揮散して環境汚染になることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下好適な実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。
【実施例】
【００２５】
図１は、本発明方法を実施している１例を示す断面図である。平面状の型部材１に設計厚み１０ｍｍの三次元立体ガラス繊維織物（パラビーム社製）２を載置し、その上からプラスチックフィルムをカバー部材３として置いたところである。両端部には、貫通孔を有する入連結具４と出連結具５を設けている。カバー部材３は、連結具の貫通孔以外は完全に封止している。
【００２６】
入連結具４には樹脂液６に導かれたパイプ７が連結され、出連結具５には真空ポンプ８側に接続されている。真空ポンプ８には、その前にトラップ９が設けられポンプ８に異物が入らないようにしている。また、トラップ９には圧力計１０が設けられ減圧程度をチェックしている。
この状態で、真空ポンプ８を稼動し、三次元立体ガラス繊維織物の中空部分を減圧する。この減圧によってこの織物の厚み（高さ）が小さくなる。それと前後してパイプ７のバルブ１１を開ける。樹脂液６は吸引され、該中空部分に浸透していく。樹脂が所定量吸引されれば、バルブ１１を閉じる。これで、過剰の樹脂を排除する。
【００２７】
そして真空ポンプ側のバルブ１２を閉じる。この時、樹脂液が完全に浸透していても、その前でもよい。密閉して放置するだけで、均一に浸透拡散することがあるためである。
【００２８】
次に、樹脂液側パイプ７や真空ポンプ側のパイプを外し、そこにエアー導入パイプを接続する。勿論、別の開口部を設けてそこからエアーを導入してもよい。また、切替バルブを用いて切り替えて行なうことも可能である。
【００２９】
図２は、両側からエアーを吹き込み、三次元立体ガラス繊維織物２がほぼ設計厚みに復元したところを示す。この状態が、垂直糸１３がほとんどすべて垂直になった状態である。
【００３０】
ここでエアーの導入を停止するのであるが、中はわずかではあるが、加圧状態になっている。この状態で硬化させるか、圧を下げて行なうかはその樹脂の粘度や硬化速度等によるが、加圧状態で硬化させた方が厚みが大きいことは間違いない。
【００３１】
最後に硬化であるが、これはその樹脂の硬化温度にすればよく、常温硬化型ならば常温で放置するだけでよい。通常は、熱硬化性樹脂の硬化の最適温度にするため加熱槽に入れる。温度は樹脂によって異なるが、４０〜１７０℃程度が多い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明方法を実施している１例を示す断面図である。
【図２】両側からエアーを吹き込み、三次元立体ガラス繊維織物がほぼ設計厚みに復元したところを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  型部材
２  三次元立体ガラス繊維織物
３  カバー部材
４  入連結具
５  出連結具
６  樹脂液
７  パイプ
８  真空ポンプ
９  トラップ
１０  圧力計
１１  バルブ
１２  バルブ
１３  垂直糸
【図１】
2006315353.tif 000003
【図２】
2006315353.tif 000004