(57)【要約】【課題】成形する際に樹脂に混入する気泡により繊維強化複合材料の品質が低下してしまうことを抑止することができる繊維強化複合材料の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の繊維強化複合材料の製造方法は、成形金型２０のキャビティ２３に強化繊維シート１１を収納する収納工程と、成形金型２０のキャビティ２３に樹脂１２を注入することで強化繊維シート１１に樹脂１２を含浸させ、樹脂１２を硬化させる成形工程と、を具備する。更に、本発明では、成形工程では、樹脂１２に含まれる微細化された気泡２９を、キャビティ２３の所定箇所に配置した後に、樹脂１２を硬化させている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、
成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、
前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、
前記成形工程では、前記樹脂に含まれる微細化された気泡を、前記キャビティの所定箇所に配置した後に、前記樹脂を硬化させることを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項２】
前記成形金型に温度勾配を形成することで、前記樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に移動させることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項３】
前記成形工程では、前記キャビティに注入された前記樹脂が硬化する前に、前記成形金型の内部で、磁力、音波または静電気を発生させることで、前記樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項４】
前記成形工程では、前記気泡を含む第１樹脂を前記成形金型に設けた第１注入口から前記キャビティに注入し、前記第１樹脂よりも前記気泡の含有量が少ない第２樹脂を前記成形金型に設けた第２注入口から前記キャビティに注入することで、前記第１樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に配置することを特徴とする請求項１に記載の繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項５】
硬化する前の前記樹脂に超音波または振動を付与することで、前記樹脂に含まれる前記気泡を微細化することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の繊維強化複合材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化複合材料の製造方法に関し、特に、成形金型の内部で強化繊維シートに樹脂を含浸させて硬化する際に、樹脂に含まれる気泡の位置および大きさを好適に制御する繊維強化複合材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、繊維強化複合材料の製造方法として、レジントランスファモールディング（ＲＴＭ）法や、反応射出成形（ＲＩＭ）法などが用いられている。これらの方法では、複数の強化繊維シートを積層した積層体を金型内にセットし、型締めした後、未硬化の樹脂を注入し、積層体に含浸させて硬化させている。この方法によれば、樹脂が含浸されていないドライ基材からなる積層体を賦形するため、比較的複雑な形状の成形品を製造することが可能である。
【０００３】
しかしながら、樹脂を含浸させる前の強化繊維シートは、搬送中に積層された強化繊維シートがバラバラになるなど、取扱性が悪い。そのため、通常、樹脂を含浸させる本賦形の前に、予備賦形工程を設定している（特許文献１）。
【０００４】
予備賦形工程では、予備賦形用の金型に一枚の強化繊維シートをセットし、その表面にパウダー状の固着材を散布し、その上に次の強化繊維シートを積層する。これらを順次繰り返して強化繊維シートの積層体を形成し、その後、予備賦形型によって型締めを行う。これにより、強化繊維シートどうしを固着するとともに、その後の本賦形に適した形状に予備賦形されたプリフォーム体を形成している。本賦形工程では、このプリフォーム体を本賦形用の金型にセットすることにより、位置決めを容易にし、本賦形時の位置ずれを防止している。
【０００５】
一方、強化繊維シートを樹脂成形する際に、樹脂に含まれる気泡を除去する方法はいくつか提案されている。特許文献２には、成形時に超音波振動を付与することで気泡を除去しながら樹脂を含浸させる方法が記載されている。特許文献３には、超音波を樹脂組成物に照射することで、微細な気泡を有する熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法が記載されている。特許文献４には、成形時に於いて中心部と周辺部とで温度差を設けることで、気泡を移動させて除去する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７９１３０号公報
【特許文献２】特開昭５８−８２７１９号公報
【特許文献３】特開２０１４−１２９４４８号公報
【特許文献４】特開昭６１−１４３１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したように、本賦形工程の前に予備賦形を行う繊維強化複合材料の製造方法では、製造工程が複雑化すると共に、製造に用いる金型が増加するため、製造コストが増加してしまう課題があった。
【０００８】
係る課題の対処方法として、上記した予備賦形を経ることなく、強化繊維シートを金型にセットし、金型の内部に樹脂を注入することでその樹脂を強化繊維シートに含浸し、その後、注入された樹脂を金型内部で硬化することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、金型に注入される樹脂には多少なりとも気泡が混入しており、何ら対処することなく上記した成形を行うと、気泡が含まれていた部分にボイドが発生してしまう。よって、ボイドが発生した部分の繊維強化複合材料の強度が低下する、外観品質が劣化する等の課題が生じる恐れがあった。
【００１０】
また、樹脂に含まれる気泡をポンプで吸引する真空引きを行うことでボイドの発生を防止するようにしているが、完全には真空状態にはできないため、樹脂に気泡が残ってしまう恐れがある。
【００１１】
更に、上記した特許文献２ないし特許文献４には、樹脂成形時に気泡を除去する方法等が記載されているが、樹脂に含まれる気泡のサイズや位置を積極的に制御するものではなく、樹脂に含まれる気泡の位置を精密に制御するには至っていない。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、成形する際に樹脂に混入する気泡のサイズや位置を精密に制御することで、繊維強化複合材料の品質が低下してしまうことを抑止することができる繊維強化複合材料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】
【００１３】
本発明は、強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、前記成形工程では、前記樹脂に含まれる微細化された気泡を、前記キャビティの所定箇所に配置した後に、前記樹脂を硬化させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記成形金型に温度勾配を形成することで、前記樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に移動させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記成形工程では、前記キャビティに注入された前記樹脂が硬化する前に、前記成形金型の内部で、磁力、音波または静電気を発生させることで、前記樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に移動させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記成形工程では、前記気泡を含む第１樹脂を前記成形金型に設けた第１注入口から前記キャビティに注入し、前記第１樹脂よりも前記気泡の含有量が少ない第２樹脂を前記成形金型に設けた第２注入口から前記キャビティに注入することで、前記第１樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に配置することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、硬化する前の前記樹脂に超音波または振動を付与することで、前記樹脂に含まれる前記気泡を微細化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、前記成形工程では、前記樹脂に含まれる微細化された気泡を、前記キャビティの所定箇所に配置した後に、前記樹脂を硬化させることを特徴とする。従って、樹脂が硬化する前の段階にて、微細化された気泡を成形金型のキャビティの所定位置に配置することで、製造される繊維強化複合材料の表面の所定箇所に、気泡が存在したことによる微細な凹凸表面を形成することができる。よって、製造された繊維強化複合材料を、接着剤を用いて他の部材と接合する際に、繊維強化複合材料の凹凸表面に接着剤を塗布することで、アンカー効果により凹凸表面と接着剤との接合強度を大きくすることができる。
【００１９】
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記成形金型に温度勾配を形成することで、前記樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に移動させることを特徴とする。従って、成形金型に温度勾配を設けることで、成形金型の内部に注入された樹脂が硬化するタイミングを調整し、樹脂に含まれる気泡を所定箇所に移動させることができる。
【００２０】
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記成形工程では、前記キャビティに注入された前記樹脂が硬化する前に、前記成形金型の内部で、磁力、音波または静電気を発生させることで、前記樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に移動させることを特徴とする。従って、磁力、音波または静電気を成形金型に付与することで、硬化する前の液状または粘度の低い状態の樹脂に含まれる気泡を所定箇所に移動させることができる。
【００２１】
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記成形工程では、前記気泡を含む第１樹脂を前記成形金型に設けた第１注入口から前記キャビティに注入し、前記第１樹脂よりも前記気泡の含有量が少ない第２樹脂を前記成形金型に設けた第２注入口から前記キャビティに注入することで、前記第１樹脂に含まれる前記気泡を前記所定箇所に配置することを特徴とする。従って、気泡が含まれている第１樹脂を第１注入口から注入することで、キャビティの内部で気泡を所定箇所に移動させる工程を行うこと無く、所定箇所に気泡を配置することができる。
【００２２】
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、硬化する前の前記樹脂に超音波または振動を付与することで、前記樹脂に含まれる前記気泡を微細化することを特徴とする。従って、樹脂に含まれる気泡を微細化することで、繊維強化複合材料の表面に形成される気泡痕である凹凸を小さくすることができ、繊維強化複合材料の機械的強度が低下することを抑止できる。また、気泡を微細化することで、樹脂の内部に於ける気泡の移動を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法で製造される繊維強化複合材料を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法で用いられる成形金型の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法を示す図であり、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法を示す図であり、（Ａ）は成形金型の断面図であり、（Ｂ）はその成形金型を用いて繊維強化複合材料を成形する状況を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料１０の製造方法を、図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２５】
図１を参照して、本形態の繊維強化複合材料１０の製造方法で製造される繊維強化複合材料１０を説明する。図１（Ａ）は繊維強化複合材料１０を全体的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＢーＢ線に於ける断面図である。また、図（Ｂ）は廃棄領域１７に凹凸表面１４を形成した場合を示し、図１（Ｃ）は製品領域１６の接着部位１５に凹凸表面１４を形成した場合を示している。
【００２６】
図１（Ａ）に示す繊維強化複合材料１０は、例えばＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）であり、一例として略トレー形状を呈している。ここでは、後述する成形工程が終了して成形金型から取り出された直後の繊維強化複合材料１０を示している。繊維強化複合材料１０は、成形工程が終了した後に、周辺部に規定された一点鎖線で示す位置で切断される。一点鎖線よりも内側の部分の繊維強化複合材料１０は製品と成る製品領域１６であり、一点鎖線よりも外側の部分の繊維強化複合材料１０は廃棄される廃棄領域１７である。かかる構成を有する繊維強化複合材料１０は、例えば、乗用車等の車両の部品等として用いられる。
【００２７】
図１（Ｂ）を参照して、繊維強化複合材料１０は、強化繊維シート１１と、強化繊維シート１１に含浸されて硬化している樹脂１２とから構成されている。
【００２８】
強化繊維シート１１を構成する強化繊維としては、例えば、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等を用いることができる。また、強化繊維シート１１の形態として、織物や編物等のファブリック材、ＵＤ材（単一方向材）を採用することができる。強化繊維シート１１は、シート状の強化繊維が複数積層された積層体として構成されている。
【００２９】
樹脂１２としては、エポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂、または、ポリアミド（ＰＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂を採用することができる。樹脂１２は、強化繊維シート１１に含浸された状態で硬化されている。
【００３０】
本形態の繊維強化複合材料の製造方法によれば、後述するように、成形工程にて液状または粘度の低い状態の樹脂１２に混入する気泡２９の位置や大きさを適切に制御してから、樹脂１２を硬化させている。従って、樹脂１２に気泡が混入した部分は気泡跡が残ることになるが、製造される繊維強化複合材料１０の意匠面となる部分や、繊維強化複合材料１０が車両等に組み込まれた際に大きな外力が作用する部分には、気泡跡は形成されない。よって、繊維強化複合材料１０に気泡痕が形成されることによる外観性の劣化や機械的強度の低下を防止できる。
【００３１】
図１（Ｂ）に示すように、例えば、繊維強化複合材料１０の周辺部に形成される廃棄領域１７の下面に凹凸表面１４を形成することができる。凹凸表面１４は、成形時に樹脂１２に混入した気泡を所定位置に移動させることで形成される。このようにすることで、製品領域１６に凹凸表面１４が形成されなくなり、製品領域１６の外観品質を向上させ、製品領域１６の機械的強度が低下することを防止できる。
【００３２】
図１（Ｃ）は、上記と同様の手法で気泡を移動させることで、製品領域１６の外周下面に規定される接着部位１５の下面に凹凸表面１４を形成している。接着部位１５は、製品となった繊維強化複合材料１０が、接着剤を用いて図示しない他部材と接合される部分である。凹凸表面１４に接着剤を塗布することで、凹凸表面１４に接着剤が食い込むアンカー効果が発生し、接着剤と繊維強化複合材料１０との密着強度を高め、繊維強化複合材料１０と他部材とが接合する接合強度を向上できる。また、接着部位１５は、他部材と接合する部分であり外観に現れない部分であることから、接着部位１５に凹凸表面１４を形成することで、凹凸表面１４が外観に現れず、繊維強化複合材料１０が組み込まれる車両等の製品の外観品質を向上できる。
【００３３】
一般に、接着剤を用いて繊維強化複合材料１０を接着する際には、接着強度を向上するために、薬品処理などを行うことで、接着される部分の粗化処理を行う。本形態では、成形工程にて気泡の大きさおよび位置を制御することで、接着性を向上する凹凸表面１４を形成することから、接着性を向上するための粗化処理を不要にすることができるので、製造工程を簡素化することができる。
【００３４】
図２を参照して、本形態の繊維強化複合材料１０の製造方法に用いられる成形金型２０を説明する。成形金型２０は、上金型２１と下金型２２とから構成されている。上金型２１と下金型２２とを閉じた際に形成される両者の間隙としてキャビティ２３が構成される。キャビティ２３は、本形態で製造される繊維強化複合材料１０の形状と同一である。
【００３５】
上金型２１を貫通して注入口２８が形成されている。注入口２８には外部から成形金型２０に液状または粘度の低い状態の樹脂が供給される。ここでは、上金型２１の中央部に一つの注入口２８が形成されているが、注入口２８は上金型２１の周辺部に形成されても良いし、複数の注入口２８が形成されても良い。更に、注入口２８は下金型２２に形成されても良い。
【００３６】
本形態で用いる成形金型２０には、キャビティ２３に注入される樹脂１２に含まれる気泡を所定箇所に移動させるための気泡位置制御手段として、各管路が形成されている。具体的には、上金型２１には、紙面を突き抜ける方向に伸びるように、加熱または冷却された流体が導通する導通管路２４、２５が形成されている。上金型２１の中央付近に形成される導通管路２４の断面積は、上金型２１の周辺部に形成される導通管路２５の断面積よりも大きく形成される。同様に、下金型２２には、導通管路２６、２７が形成されており、下金型２２の中央部に形成される導通管路２６の断面積は、下金型２２の周辺部に形成される導通管路２７の断面積よりも大きい。本形態では、上記した導通管路２４、２５、２６、２７に、加熱または冷却された流体を流通させることで、成形金型２０に温度勾配を形成し、この温度勾配によりキャビティ２３に充填された樹脂が硬化するタイミングを制御することで、キャビティ２３の内部で樹脂１２に含まれる気泡２９の位置を精密に制御している。かかる事項については後述する。
【００３７】
尚、導通管路２４、２５、２６、２７等に関し、これらの断面積を同程度にしても良い。このような場合は、成形金型２０の中央部付近に配置される導通管路２４等を、成形金型２０の周辺部付近に配置される導通管路２５等よりも、密に配置しても良い。このようにすることで、成形金型２０の中央部付近を周辺部付近よりも加熱または冷却することで、上記した温度勾配を形成することができる。
【００３８】
更には、導通管路２４等を成形金型２０の中央部付近に密に配置すると共に、中央部付近に配置される導通管路２４等の断面積を、周辺部付近に形成される導通管路２５等の断面積よりも大きくしても良い。かかる構成であっても、上記した温度勾配を形成することができる。
【００３９】
樹脂１２に含まれる気泡の位置を制御する気泡位置制御手段としては様々な手段を採用することができる。具体的には、気泡位置制御手段として、成形金型２０を加熱することで温度勾配を形成して気泡２９の位置を制御する上記した加熱手段、成形金型２０を冷却することで温度勾配を形成して気泡２９の位置を制御する冷却手段、超音波により気泡２９を移動させる超音波発生手段、静電気で気泡２９を移動させる静電気発生手段、磁力で気泡２９を移動させる磁力発生手段等を採用できる。
【００４０】
樹脂１２に含まれる気泡を微細化する気泡細分化手段としては、成形金型２０の内部で樹脂１２に超音波を付与することで気泡を細分化する超音波付与手段、樹脂１２に振動を加えることで気泡を細分化する振動付与手段等を採用することができる。気泡を微細化することで、後述するように、形成される凹凸表面１４（図１（Ｂ）参照）の形状を最適化できると共に、樹脂１２の内部に於ける気泡の移動を促進することができる。
【００４１】
図３を参照して、上記した構成の成形金型２０を用いて繊維強化複合材料１０を製造する成形工程を説明する。係る成形工程は、賦形工程と称されることもある。ここでは、成形金型２０を加熱することで温度勾配を形成して気泡２９の位置を制御する場合を例示する。
【００４２】
図３（Ａ）を参照して、先ず、上金型２１と下金型２２との間に強化繊維シート１１を収納する。ここでは、強化繊維シート１１は、予め予備賦形されたプリフォーム体ではなく、繊維状材料から成る積層体の状態のまま、成形金型２０の所定位置に載置される。
【００４３】
図３（Ｂ）を参照して、その後、上金型２１と下金型２２とを当接させることで、上金型２１と下金型２２との間隙として形成されるキャビティ２３に、強化繊維シート１１を収納させる。次に、この状態で注入口２８を経由して樹脂１２をキャビティ２３に注入することで、キャビティ２３の内部にて強化繊維シート１１に樹脂１２を含浸させる。注入口２８からキャビティ２３に注入される樹脂１２には、ここでは図示しない気泡２９が含まれているので、キャビティ２３の内部に於いても樹脂１２に気泡２９が混入することになる。
【００４４】
本形態では、キャビティ２３に注入される前の樹脂１２、または、キャビティ２３に注入された後の樹脂１２に対して、超音波または振動を付与している。このようにすることで、樹脂１２に含まれる気泡２９の直径を、例えば１．０ｍｍ以下（好ましくは、例えば０．１ｍｍ以下）程度に微細にすることができ、気泡２９の移動を容易化することができる。更に、気泡２９を微細化することで、気泡痕として形成される凹凸表面１４（図１（Ｂ））の深さを浅くし、凹凸表面１４を形成することで繊維強化複合材料１０の強度が低下してしまうことを抑止できる。
【００４５】
図４を参照して、キャビティ２３の内部で気泡２９を所定位置に移動させる工程を説明する。図４（Ａ）から図４（Ｃ）はこの工程を逐次的に示す拡大断面図である。なお、これらの図では、気泡２９を明示するために、キャビティ２３に収納されている強化繊維シート１１を図示していない。更に、図４の各図では、気泡２９が移動する方向を矢印で示している。ここでは、キャビティ２３の中心部から周辺部に向かって気泡２９を移動させる場合を説明する。
【００４６】
本形態では、加熱により成形金型２０に温度勾配を形成することで、キャビティ２３の内部で気泡２９を中心部から周辺部に向かって移動させている。
【００４７】
具体的には、キャビティ２３に注入された樹脂が、加熱により硬化する熱硬化型樹脂である場合、樹脂１２の注入が終了した後に、成形金型２０の中心部から周辺部に向かって徐々に加熱する。この加熱は、成形金型２０に形成された各導通管路２４等に、高温の流体を流通させることで行うことができる。各導通管路２４等に流通させる流体としては、例えば、加熱された蒸気、水、オイル等を採用することができる。ここで、導通管路２４等を流通する加熱流体の温度は、キャビティ２３に存在する硬化型樹脂である樹脂１２が硬化反応して硬化する温度以上である。一例として、樹脂１２がエポキシ樹脂の場合は、導通管路２４等を流通する加熱流体の温度は、エポキシ樹脂が硬化する１５０℃以上とされる。
【００４８】
図４（Ａ）に示すように、先ず、上金型２１の中心付近に配置された導通管路２４、および下金型２２の中心付近に配置された導通管路２６に高温流体を流通させる。ここでは、流体が流通する管路にハッチングを施している。
【００４９】
そのようにすると、導通管路２４、２６を流通する高温流体より、成形金型２０の中央付近が加熱され、キャビティ２３の中央付近に注入された樹脂１２が加熱硬化される。これに伴い、キャビティ２３の中央付近の樹脂１２に混入されていた気泡２９は、キャビティ２３の中央付近から外周部に向かって移動する。
【００５０】
図４（Ｂ）を参照して、キャビティ２３の中央付近にて樹脂１２の加熱硬化が進行したら、次は、上金型２１にて導通管路２４よりも外周部に形成された導通管路２５に加熱流体を流通させる。同時に、下金型２２にて導通管路２６よりも外周部に形成された導通管路２７に加熱流体を流通させる。そのようにすることで、導通管路２６および導通管路２７の近傍にて樹脂１２を加熱することで、樹脂１２の加熱硬化を周辺部に向かって進行させる。樹脂１２の加熱硬化が周辺部に向かって進行するに伴い、樹脂１２に混入された気泡２９は、周辺部に向かって更に移動する。ここで、気泡２９は超音波などにより充分に細分化され且つ拡散されており、個々の気泡２９に作用する浮力が小さいことから、気泡２９は、周辺部に向かって移動する際に、下方に向かって移動することもできる。即ち、キャビティ２３の断面形状が、周辺部に向かって下方に湾曲する湾曲形状であっても、そのような湾曲形状に追従して気泡２９を移動させることができる。
【００５１】
図４（Ｃ）を参照して、次に、上金型２１にて最外周部に形成された導通管路３４に加熱流体を流通させる。同時に、下金型２２にて最外周部に形成された導通管路３５に加熱流体を流通させる。そのようにすることで、導通管路３４および導通管路３５の近傍にて樹脂１２を加熱し、樹脂１２の加熱硬化を更に周辺部に向かって進行させる。樹脂１２の加熱硬化が周辺部に向かって進行するに伴い、樹脂１２に混入された気泡２９は、周辺部で集合する。加熱硬化が樹脂１２の周辺部に至るまで充分に行われると、キャビティ２３の周辺部に気泡２９が集合した箇所に、図１（Ｂ）等に示した凹凸表面１４が形成される。
【００５２】
上記の加熱硬化工程が終了した後に、上金型２１を下金型２２から離型し、含浸された樹脂１２が硬化した強化繊維シート１１を成形金型２０から取り出す。その後、図１（Ａ）にて一点鎖線で示した部分で切断加工を行うことで、製品としての繊維強化複合材料１０が得られる。
【００５３】
本形態では、超音波付与手段で樹脂１２に対して超音波を付与する等することで、気泡２９を細分化している。このようにすることで、気泡２９の直径を、例えば１．０ｍｍ以下（好ましくは、例えば０．１ｍｍ以下）程度に微細化することができ、樹脂１２の内部で気泡２９を良好に移動させることができる。特に、本形態では樹脂１２を強化繊維シート１１に含浸させているため、樹脂１２の内部で気泡２９を所定位置まで移動させることは容易ではないが、気泡２９を微細化することで、このような状況下であっても気泡２９を所定位置まで移動することを可能としている。
【００５４】
上記した方法では、導通管路２４等に加熱流体を流すことで、熱硬化型樹脂である樹脂１２を硬化させると同時に、キャビティ２３の内部で気泡２９を所定方向に移動することができる。よって、工数を増やすことなく、気泡２９を所定位置に移動させることができる。
【００５５】
上記説明では、成形金型２０の中央部の導通管路２４等に高温流体を流通させた後に、周辺部の導通管路３４等に高温流体を流通させたが、これらの導通管路に同時に高温流体を流通させても良い。断面積が比較的大きい中央部の導通管路２４等に大量の高温流体が流通することから、成形金型２０が中央付近から高温化され、上記と同様の効果を得ることができる。また、成形金型２０を全体的に加熱することで、樹脂１２の加熱硬化に要する時間を短縮化することができる。
【００５６】
更に、上記では熱硬化性樹脂を硬化する為に導通管路２４等に高温流体を流通させたが、樹脂１２として熱可塑性樹脂が採用された場合は、高温流体に替えて低温流体を導通管路２４等に流通させる。
【００５７】
具体的には、図４（Ａ）を参照して、先ず、成形金型２０の中央部に配置された導通管路２４、２６に低温流体を流通させることで、キャビティ２３の中央部にて熱可塑性樹脂である樹脂１２の硬化を進行させる。更に、図４（Ｂ）に示すように、導通管路２４、２６よりも周辺部に配置された導通管路２５、２７に低温流体を流通させ、樹脂１２の硬化を周辺部に向かって進行させる。最後に、成形金型２０の周辺部に配置された導通管路３４、３５に低温流体を流通させることで、樹脂１２の硬化を周辺部まで進行させる。ここで、導通管路２４等を流通する低温流体の温度は、キャビティ２３に充填された熱可塑性樹脂（例えばポリプロピレン）を硬化させることができる温度以下であり、例えば、２０℃〜６０℃以下（好ましくは、例えば４０℃程度以下）とされる。ここでも、各管路を流通する低温流体としては、水、オイル等を採用することができる。
【００５８】
ここで、樹脂１２に含まれる気泡２９を所定箇所に向かって移動させる方法としては、上記の他にも、様々な方法を採用することができる。
【００５９】
例えば、静電気発生手段を用いて、気泡２９が中心部から周辺部に向かって移動するように、成形金型２０のキャビティ２３の内部で静電気を発生させてもよい。更には、超音波発生手段を用いて、超音波の周波数や出力を最適化することで、気泡２９が中心部から周辺部に向かって移動するように、成形金型２０のキャビティ２３の内部に超音波を発生させても良い。更には、磁気発生手段を用いて、気泡２９が中心部から周辺部に向かって移動するように、成形金型２０のキャビティ２３の内部に磁気を発生させても良い。
【００６０】
図５を参照して、他の形態に係る成形方法を説明する。図５（Ａ）は他の形態に係る成形方法を示す断面図であり、図５（Ｂ）はその断面拡大図である。ここでは、気泡２９を含む樹脂をキャビティ２３の所定箇所に注入することで、気泡２９を所定箇所に配置している。
【００６１】
図５（Ａ）を参照して、ここで使用する成形金型２０は、上記と同様に上金型２１および下金型２２から成る。成形金型２０には、キャビティ２３に樹脂を注入するための複数の注入口２８等が形成されている。具体的には、上金型２１の中心部に注入口２８が形成され、下金型２２の周辺部に２つの注入口３０、３１が形成されている。注入口３０、３１は、気泡を含む樹脂（第１樹脂）が注入される第１注入口であり、注入口２８は実質的に気泡を含まない樹脂（第２樹脂）が注入される第２注入口である。注入口３０、３１は、図１（Ｂ）等に示した凹凸表面１４が形成される領域に配設される。
【００６２】
図５（Ｂ）を参照して、上金型２１に形成された注入口２８から、樹脂３２がキャビティ２３に注入される。樹脂３２は注入される前に脱泡処理が施されており、樹脂３２には殆ど気泡が含まれていない。気泡を含まない樹脂３２を、成形金型２０の中心部に形成された注入口２８からキャビティ２３の内部に注入することで、キャビティ２３の中心領域に気泡２９が残存することがなく、製造される繊維強化複合材料１０の表面に気泡痕が形成されることを防止することができる。
【００６３】
一方、下金型２２の周辺部に配置された注入口３１からは、超音波などで微細化された気泡２９を含む樹脂３３がキャビティ２３の内部に注入される。ここで、単位量当たりの樹脂３３に含まれる気泡の量は、単位量当たりの樹脂３２に含まれる気泡の量よりも多い。
【００６４】
注入口３１から注入された樹脂３３は、キャビティ２３の周辺部に充填される。これに伴い、樹脂３３に含まれる気泡２９も、キャビティ２３の周辺部において上端部分に配置される。なお、図５（Ａ）に示した注入口３０からも、気泡が含まれる樹脂３３がキャビティ２３に注入される。ここで、各注入口２８、３０、３１から注入された樹脂は、キャビティ２３の内部で一体化される。
【００６５】
上記した注入工程が終了した後は、加熱処理を行うなどしてキャビティ２３の内部で図示しない強化繊維シート１１に含浸された樹脂３２、３３を硬化させ、上金型２１と下金型２２とを離型させた後に、図１に示す繊維強化複合材料１０を取り出す。
【００６６】
上記のように、図１（Ｂ）に示す凹凸表面１４が形成される部分に気泡を含む樹脂３３を注入することで注入工程を行うことにより、キャビティ２３内部の所定位置に気泡２９を配置し、図１（Ｂ）等に示すような凹凸表面１４を所定箇所に形成することができる。よって、樹脂注入後にキャビティ２３の内部で気泡２９を移動させる必要がなく、成形工程を簡素化することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６８】
１０   繊維強化複合材料
１１   強化繊維シート
１２   樹脂
１４   凹凸表面
１５   接着部位
１６   製品領域
１７   廃棄領域
２０   成形金型
２１   上金型
２２   下金型
２３   キャビティ
２４   導通管路
２５   導通管路
２６   導通管路
２７   導通管路
２８   注入口
２９   気泡
３０   注入口
３１   注入口
３２   樹脂
３３   樹脂
３４   導通管路
３５   導通管路
【図１】
2018140595.tif 000003
【図２】
2018140595.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018140595.tif 000006
【図５】
2018140595.tif 000007