(57)【要約】【課題】シワの発生が抑制され、より高度に強化された分岐管の繊維強化樹脂成型品、およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の分岐管の繊維強化樹脂成型品４００は、樹脂製分岐管１１０と、樹脂製分岐管１１０の表面１１２に設けられた樹脂含浸性剛性体１２０とを含むインフュージョン成形型１００と；成形型１００の表面に設けられた強化繊維３００層と；樹脂含浸性剛性体１２０および強化繊維３００層に一体的に含浸硬化された樹脂とを含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製分岐管と、前記樹脂製分岐管の表面に設けられた樹脂含浸性剛性体と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強化繊維層と、
前記樹脂含浸性剛性体および前記強化繊維層に一体的に含浸硬化された樹脂と、
を含む、分岐管の繊維強化樹脂成型品。
【請求項２】
前記樹脂含浸性剛性体が、スパイラルチューブ、スプリング、繊維が内包されたスパイラルチューブ、繊維が内包されたスプリング、および芯材を中心とする放射方向に繊維を有するブラシからなる群から選ばれる、請求項１に記載の分岐管の繊維強化樹脂成型品。
【請求項３】
前記樹脂含浸性剛性体が、前記樹脂製分岐管の分岐部において周方向に設けられている、請求項１または２に記載の分岐管の繊維強化樹脂成型品。
【請求項４】
前記樹脂含浸性剛性体が、前記樹脂製分岐管の軸方向に設けられている、請求項１または２に記載の分岐管の繊維強化樹脂成型品。
【請求項５】
樹脂製分岐管と、前記樹脂製分岐管の表面に設けられた樹脂含浸性剛性体とを含むインフュージョン成形型を、強化繊維層で被覆する被覆工程と、
前記強化繊維層で被覆された前記インフュージョン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、
前記樹脂含浸性剛性体および前記強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、
を含む、分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂含浸性剛性体が、スパイラルチューブ、スプリング、繊維が内包されたスパイラルチューブ、繊維が内包されたスプリング、および芯材を中心とする放射方向に繊維を有するブラシからなる群から選ばれる、請求項５に記載の分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂含浸性剛性体が、前記樹脂製分岐管の分岐部において周方向に設けられている、請求項５または６に記載の分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂含浸性剛性体が、前記樹脂製分岐管の軸方向に設けられている、請求項５または６に記載の分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分岐管の繊維強化樹脂成型品および分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法に関する。
【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、特開２００９−２５５４７２号公報（特許文献１）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円筒状成形体の成形方法は、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、前記強化繊維基材をバッグフィルムにより被覆して前記外周面に密封する工程と、前記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、前記強化繊維基材は、前記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ことを特徴とするものである。
【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】
分岐管は、直管および曲管よりも表面形状が複雑である。また、分岐管は、直管に比べて発生応力が大きいため、適切に補強するにはより高度に強化される必要がある。このため、特許文献１および特許文献２の方法でインフュージョン成形により分岐管を適切に補強しようとすると、繊維強化樹脂成型品においてシワおよび／または樹脂未含浸部分が生じる。
【０００９】
具体的には、分岐管の形状が複雑であるためインフュージョン成形による繊維強化樹脂成型品においてシワが発生しやすくなる。そのうえに、高度に強化する必要性から強化繊維基材の層の厚みまたは積層数を増加させることで、または、形状が複雑な枝管の根元部分を適切に覆う必要性から当該根元部分で強化繊維基材の積層数を増加させることで、シワの部分がシワでない部分に比べて相対的に繊維厚が大きくなり、さらにインフュージョン成形時の真空圧で圧縮されることで樹脂が内部まで含浸しなくなる。このような樹脂未含浸部分が生じると繊維強化樹脂成型品の強度に問題が生じる。
【００１０】
そこで本発明の目的は、シワの発生が抑制され、より高度に強化された分岐管の繊維強化樹脂成型品、およびそ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】
【００１１】
本発明は以下の発明を含む。
（１）
本発明の分岐管の繊維強化樹脂成型品は、樹脂製分岐管と、樹脂製分岐管の表面に設けられた樹脂含浸性剛性体とを含むインフュージョン成形型と；成形型の表面に設けられた強化繊維層と；樹脂含浸性剛性体および強化繊維層に一体的に含浸硬化された樹脂とを含む。
【００１２】
なお、樹脂含浸性剛性体は、外部と連通する内部空間を有し、かつ、インフュージョン成形時の真空圧（たとえば４０ＫＰａ）で断面形状が扁平しない程度の剛性を有する。
【００１３】
このように樹脂含浸性剛性体がインフュージョン成形型の表面を盛り上げることによって、樹脂含浸性剛性体の外側に設けられた強化繊維層のシワが抑制されている。
【００１４】
また、樹脂含浸性剛性体によってシワの発生を抑制されているとともに樹脂含浸性剛性体の内部に樹脂が含浸させられていることで、被覆された強化繊維層の厚みまたは積層数が増加しても、樹脂が未含浸となる部分の発生も防止されている。したがって、分岐管の繊維強化樹脂成型品が高度に強化されている。
【００１５】
さらに、強化繊維層中の含浸樹脂と樹脂含浸性剛性体中の含浸樹脂とが一体的に硬化されていることで、分岐管の繊維強化樹脂成型品がより高度に強化されている。
【００１６】
（２）
上記（１）の分岐管の繊維強化樹脂成型品は、樹脂含浸性剛性体が、スパイラルチューブ、スプリング、繊維が内包されたスパイラルチューブ、繊維が内包されたスプリング、および芯材を中心とする放射方向に繊維を有するブラシからなる群から選ばれてよい。
【００１７】
これによって、樹脂含浸性と剛性とを良好に兼備するため、強化性とシワ抑制性とがより良好となる。
【００１８】
（３）
上記（１）または（２）の分岐管の繊維強化樹脂成型品は、樹脂含浸性剛性体が、樹脂製分岐管の分岐部において周方向に設けられていてよい。
【００１９】
これによって、複雑な形状の分岐管に対するシワ抑制効果がより容易に得られる。
【００２０】
（４）
上記（１）または（２）の分岐管の繊維強化樹脂成型品は、樹脂含浸性剛性体が、樹脂製分岐管の軸方向に設けられていてよい。
【００２１】
これによって、分岐管の軸方向のシワ抑制効果がより良好となる。
【００２２】
（５）
本発明の分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法は、被覆工程と、減圧工程と、樹脂含浸工程と、を含む。
被覆工程では、樹脂製分岐管と、樹脂製分岐管の表面に設けられた樹脂含浸性剛性体とを含むインフュージョン成形型を、強化繊維層で被覆する。
減圧工程では、強化繊維層で被覆されたインフュージョン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。
樹脂含浸工程では、樹脂含浸性剛性体および強化繊維層にマトリックス樹脂を含浸させる。
【００２３】
なお、樹脂含浸性剛性体は、外部と連通する内部空間を有し、かつ、インフュージョン成形時の真空圧（たとえば４０ＫＰａ）で断面形状が扁平しない程度の剛性を有する。
【００２４】
このように樹脂含浸性剛性体がインフュージョン成形型の表面を盛り上げることによって、樹脂含浸性剛性体の外側に設けられた強化繊維層がインフュージョン成形時の真空圧によって圧縮された場合に、強化繊維層のシワを生じ難くすることができる。
【００２５】
また、樹脂含浸性剛性体によってシワの発生を抑制するとともに樹脂含浸性剛性体の内部に樹脂を含浸させることで、被覆された強化繊維層の厚みまたは積層数が増加しても、樹脂が未含浸となる部分の発生を防止することができる。したがって、分岐管をより高度に強化することができる。
【００２６】
さらに、インフュージョン成形時の真空圧で、強化繊維層と共に樹脂含浸性剛性体の中にも樹脂が含浸し、硬化時には繊維強化層に含浸された樹脂と樹脂含浸性剛性体に含浸された樹脂とが一体的に硬化される。このように繊維強化層と樹脂含浸性剛性体とが硬化後に一体化するため、分岐管をより高度に強化することができる。
【００２７】
（６）
上記（５）の分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法は、樹脂含浸性剛性体が、スパイラルチューブ、スプリング、繊維が内包されたスパイラルチューブ、繊維が内包されたスプリング、および芯材を中心とする放射方向に繊維を有するブラシからなる群から選ばれてよい。
【００２８】
これによって、樹脂含浸性と剛性とを良好に兼備するため、強化性とシワ抑制性とがより良好となる。
【００２９】
（７）
上記（５）または（６）の分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法は、樹脂含浸性剛性体が、樹脂製分岐管の分岐部において周方向に設けられていてよい。
【００３０】
これによって、複雑な形状の分岐管に対するシワ抑制効果がより容易に得られる。
【００３１】
（８）
上記（５）または（６）の分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法は、樹脂含浸性剛性体が、樹脂製分岐管の軸方向に設けられていてよい。
【００３２】
これによって、分岐管の軸方向のシワ抑制効果がより良好となる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、インフュージョン成形によるシワの発生が抑制され、かつ、より高度に強化された分岐管の維強化樹脂成型品、およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態におけ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】図１の四角囲み部分の模式的断面図である。
【図３】図１のインフュージョン成形型を用いた被覆工程を説明するための模式的外観図である。
【図４】図３の一部断面図である。
【図５】図１のインフュージョン成形型を用いた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】図５の一部断面図である。
【図７】図１のインフュージョン成形型を用いた繊維強化樹脂成形品を示す模式的断面図である。
【図８】第２実施形態におけ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９】図８のIX-IX線断面図である。
【図１０】図８のインフュージョン成形型を用いた被覆工程を説明するための断面図である。
【図１１】図８のインフュージョン成形型を用いた減圧工程および樹脂含浸工程を説明するための断面図である。
【図１２】図８のインフュージョン成形型を用いた繊維強化樹脂成形品を示す断面図である。
【図１３】樹脂含浸性剛性体の第１変形例を示す。
【図１４】樹脂含浸性剛性体の第２変形例を示す。
【図１５】樹脂含浸性剛性体の第３変形例を示す。
【図１６】樹脂含浸性剛性体の第４変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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基本的には繰り返さない。
【００３６】
［１．第１実施形態］
［１−１．インフュージョン成形型］
図１は、本発明の第１実施形態における被覆工程で用意され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の四角囲み部分の模式的断面図である。
【００３７】
図１に示すように、インフュージョン成形型１００は、樹脂製分岐管１１０と、樹脂含浸性剛性体１２０とを含む。また、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が取り付けられていてよい。
【００３８】
［１−１−１．樹脂性分岐管］
本実施形態の樹脂製分岐管１１０は、樹脂製直管を切断しバット融着機にて製造したチーズである。樹脂製分岐管１１０の口径（外径）はたとえば１００ｍｍ以上である。さらに本発明は、樹脂製分岐管１１０の口径（主管と枝管で口径が異なる場合は小さい方の口径）が、より高度の強化が求められる２５０ｍｍ以上、好ましくは５００ｍｍ以上の大口径である場合に特に有用である。当該口径の範囲内の上限は特に限定されず、実用上たとえば１２００ｍｍであってよい。
【００３９】
樹脂製分岐管１１０の材質は樹脂であれば特に限定されず、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）およびポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂であってよい。
【００４０】
樹脂製分岐管１１０は、複数（本実施形態では２個）の直管部１１５と、それ以外の部分（複数の直管部１１５を合流させる部分）である連結部１１７とで構成される。本明細書では、直管部１１５と連結部１１７との境界周辺を分岐部１１６と記載する。
【００４１】
［１−１−２．樹脂含浸性剛性体］
樹脂製分岐管１１０の外表面１１２には樹脂含浸性剛性体１２０が設けられている。本実施形態では、樹脂含浸性剛性体１２０は樹脂製分岐管１１０の主管および枝管それぞれの周方向に１周巻回されるように設けられている。さらに、樹脂含浸性剛性体１２０は樹脂製分岐管１１０の分岐部１１６に設けられている。樹脂含浸性剛性体１２０は、接着剤によって樹脂製分岐管１１０の外表面１１２に固定されてよい。これにより、インフュージョン成形型１００の、後述の強化繊維層で被覆されるべき表面のうち、樹脂製分岐管１１０の分岐部１１６の表面が盛り上げられる。したがって、特に形状が複雑でシワが集まりやすい分岐部１１６であってもシワの発生を抑制することができる。
【００４２】
本実施形態における樹脂含浸性剛性体１２０は、スパイラルチューブ１２１と、その内部に収容された繊維１２２とで構成される。
【００４３】
樹脂含浸性剛性体１２０を構成するスパイラルチューブ１２１は、後述の減圧工程において課される真空圧で断面（具体的には長手方向であるらせん軸の方向に垂直な面で切断した場合の断面）の形状が扁平しない程度の剛性を有する。スパイラルチューブ１２１が耐える真空圧は、たとえば４０ＫＰａであってよい。
さらに、らせん体であることでらせん軸方向およびらせん軸の周方向に連続して外部と内部とが連通する空間を有するため、後述の樹脂含浸工程において当該空間が樹脂流路として確保されマトリックス樹脂が内部に含浸しやすい。
【００４４】
スパイラルチューブ１２１の材質としては樹脂および金属のいずれであってもよいが、好ましくは、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、ナイロンなどの樹脂である。
【００４５】
繊維１２２としては、スパイラルチューブ１２１の内部に収容される形態であれば特に限定されないが、たとえば、繊維方向が樹脂含浸性剛性体１２０の長手方向に沿っているもの、たとえばロービングであってよい。繊維１２２としてはガラス繊維を用いることができるが、繊維の材質は特に限定されるものではない。たとえば、金属繊維その他の無機繊維；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；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。上述した繊維は、単独で用いられてもよいし、複数種が組み合わされて用いられてもよい。
【００４６】
［１−１−３．その他］
樹脂製分岐管１１０の開口端１１１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、樹脂製分岐管１１０の開口端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の一端が開口端１１１内に同軸となるように挿入される。ガイドパイプ１３０の外周表面のうち開口端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が１周巻回されることによって設けられる。
【００４７】
なお、吸気管の具体例としてスパイラルチューブ１４０を示したが、吸気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として有する部材が用いられてもよい。
【００４８】
［１−２．被覆工程］
図３は、本発明の第１実施形態における被覆工程を説明するための模式的外観図である。図４は、図３の一部断面図（図２に対応する）である。
【００４９】
本工程では、インフュージョン成形型１００の外周に、強化繊維３００の層（図４参照）を形成する。
【００５０】
［１−２−１．強化繊維］
強化繊維３００としてはガラス繊維が好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、金属繊維その他の無機繊維；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；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、アラミド繊維が挙げられる。また、上述した強化繊維は、単独で用いられてもよいし、複数種が組み合わされて用いられてもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
［１−２−２．強化繊維層の形成］
強化繊維３００の層の形成方法は特に限定されず、当業者によって適宜選択される。
たとえば、強化繊維３００の層は、樹脂製分岐管１１０の直管部１１５と連結部１１７とに分けて形成されてよい。
【００５３】
直管部１１５では、少なくともそ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、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。あるいは、直管部１１５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周方向にずらしながら、直管部１１５全体を被覆しかつ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。
【００５４】
連結部１１７では、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任意の方向にずらしながら、連結部１１７全体を被覆しかつ所定の層厚となるまで貼り付けることにより形成することができる。あるいは、連結部１１７の、図示された方向からみて手前側半分と奥側半分とをそれぞれ覆うことができる大きさの上記態様の強化繊維３００を手前側と奥側とから連結部１１７をはさむように被覆することにより形成することもできる。
【００５５】
直管部１１５で形成された強化繊維３００の層と、連結部１１７で形成された強化繊維３００の層とは、分岐部１１６で重なり合うように設けられてよい。
【００５６】
［１−２−３．強化繊維層］
強化繊維３００の層の厚みは、たとえば１０ｍｍ以上、好ましくは１５ｍｍ以上であってよい。これによって、樹脂製分岐管１１０を高度に強化することができる。上記範囲内の上限は特に限定されないが、強化繊維３００の層の厚み全体に対する樹脂含浸性を良好に確保する観点から、たとえば３０ｍｍであってよい。
【００５７】
あるいは、強化繊維３００の層における強化繊維の積層数は、たとえば１７重以上、好ましくは２５重以上であってよい。これによって、樹脂製分岐管１１０を高度に強化することができる。上記範囲内の上限は特に限定されないが、強化繊維３００の層の厚み全体に対する樹脂含浸性を良好に確保する観点から、たとえば５０重であってよい。
【００５８】
図４に示すように、強化繊維３００の層の内側面は、インフュージョン成形型１００の外周表面の一部に接触する。強化繊維３００の層の一部が樹脂含浸性剛性体１２０によって持ち上げられているため、この時点では、樹脂含浸性剛性体１２０の近傍でインフュージョン成形型１００と強化繊維３００の層の内側面との間に隙間Ｓが生じている。
【００５９】
［１−２−４．その他］
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ってよい。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ってよい。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、樹脂含浸性剛性体１２０が配設された位置およびその周辺を避けて形成される。これによって、強化繊維３００の厚み方向へのマトリックス樹脂含浸を促す。
【００６０】
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から樹脂製分岐管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。
【００６１】
一方、樹脂製分岐管１１０の連結部１１７には、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。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。
【００６２】
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の配設位置よりも外側に、シール材１３１が設けられる。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の外周表面との境目がシール材１３１で埋められる。また、樹脂注入用チューブ１５１の周りにもシール材１３１が設けられる。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。
【００６３】
さらに、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の周囲を密閉する。この場合、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。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。
【００６４】
［１−３．減圧工程および樹脂含浸工程］
図５は、本発明の第１実施形態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の一部断面図（図２に対応する）である。
【００６５】
［１−３−１．減圧工程］
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が、その表面から樹脂製分岐管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の外に排出される。
【００６６】
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の積層体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の層の内側面が、樹脂含浸性剛性体１２０の表面および樹脂製分岐管１１０の外表面１１２に沿うように変形し、被覆工程よりも多くの面に密着する。その結果、強化繊維３００のシワを生じにくくすることができる。
【００６７】
［１−３−２．樹脂含浸工程］
気密性フィルム１３２内がこのような減圧下にある時に、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（矢印ＩＮの方向）、強化繊維３００の層内と樹脂含浸性剛性体１２０内（本実施形態では樹脂含浸性剛性体１２０に収容された繊維１２２内）とに進入する。これによって、マトリックス樹脂が強化繊維３００と樹脂含浸性剛性体１２０（本実施形態では樹脂含浸性剛性体１２０に収容された繊維１２２）とに一体的に含浸される。
【００６８】
この場合、樹脂含浸性剛性体１２０はその剛性により減圧条件下で扁平しないため、樹脂含浸性剛性体１２０の形状が維持されることでシワを生じにくくする効果を良好に維持することができる。また、樹脂含浸性剛性体１２０がその剛性により減圧条件下で扁平しないことは、マトリックス樹脂が含浸させられるべき部分の厚みが相対的に厚くても、樹脂含浸性剛性体１２０の内部にマトリックス樹脂を容易に含浸させる点でも有効である。本実施形態には樹脂含浸性剛性体１２０の内部に繊維１２２が収容されているが、減圧下でもスパイラルチューブ１２１が扁平しないため、繊維１２２も圧縮されることがない。このため、繊維１２２の内部にもマトリックス樹脂が容易に含浸する。したがって、未含浸部分の発生を抑制することができる。
【００６９】
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、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均一に分配され吸気側に効率よく輸送されるとともに、積層の厚み方向にも含浸する。樹脂拡散材３１１が設けられていない部分においては、均一に分配された状態で輸送されたマトリックス樹脂が、樹脂拡散材３１１による外周に沿う方向への誘導の影響を受けないため、積層の厚み方向にさらに効率よく含浸しながら排気方向へ進行する。
【００７０】
強化繊維３００の層および樹脂含浸性剛性体１２０へ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する前に、真空ポンプ１４３の駆動を停止させることができる。
【００７１】
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。
【００７２】
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。これによって、マトリックス樹脂が強化繊維３００の層に含浸しやすくなり、含浸工程に要する時間の冗長化を防いで生産性を向上させるとともに含浸不良を防止することができる。
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。
【００７３】
［１−３−３．硬化］
強化繊維３００と樹脂含浸性剛性体１２０とに一体的に含浸されたマトリックス樹脂が完全硬化または半硬化すると（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。なお、本明細書では、マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂である場合の硬化反応による硬化と、マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂である場合の冷却による硬化（固化）との両方を総じて硬化と記載する。
【００７４】
［１−３−４．変形例］
本実施形態では、樹脂注入用チューブ１５１が、樹脂製分岐管１１０の連結部１１７の、枝管の開口端１１１から最も遠い箇所に１箇所設けられているのみであるが、この態様に限定されない。たとえば、当該箇所に代えて、または当該箇所に加えて、当該箇所から周方向にずれた位置のたとえば２箇所から４箇所において樹脂注入用チューブ１５１が配設されてもよい。これによって、単位時間あたりのマトリックス樹脂注入量の増量調節および／またはマトリックス樹脂の注入場所の調節を図ることができる。
【００７５】
さらに、本実施形態では、樹脂製分岐管１１０の開口部１１１から排気され、連結部１１７からマトリックス樹脂が注入されるように構成されているが、この態様に限定されない。たとえば、吸気管１４４、真空ポンプ１４３およびドレンタンク１４５と、樹脂供給管１５４および供給タンク１５３と、を入れ替えることで、排気場所とマトリックス樹脂注入場所とが逆になるように構成してもよい。
【００７６】
［１−４．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、樹脂製分岐管１１０、および樹脂製分岐管１１０の外表面１１２に設けられた樹脂含浸性剛性体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強化繊維３００の層とを含み、強化繊維３００の層に含浸された樹脂と樹脂含浸性剛性体１２０の内部に含浸された樹脂とが一体的に硬化されている。
【００７７】
繊維強化樹脂成形品４００は、樹脂含浸性剛性体１２０によって強化繊維３００の層のシワの発生が抑制されるとともにマトリックス樹脂の未含浸が抑制されることで、高度に強化されている。また、強化繊維３００の層に含浸された樹脂と樹脂含浸性剛性体１２０に含浸された樹脂とが硬化により一体化する点でも、繊維強化樹脂成形品４００は高度に強化されている。
【００７８】
［２．第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態における被覆工程で用意され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９は、図８のIX-IX線断面図である。
第２実施形態は、インフュージョン成形型１００ａにおいて樹脂含浸性剛性体１２０の配設態様が異なることを除いて第１実施形態と同様である。第１実施形態と同様の点については説明を省略する。
【００７９】
図８に示すように、インフュージョン成形型１００ａでは、樹脂含浸性剛性体１２０が直管の軸方向に沿って配設される。本実施形態では、図９に示すように、樹脂製分岐管１１０の枝管において、４本の樹脂含浸性剛性体１２０が枝管の外周全体に亘って等間隔に配設される。なお、樹脂製分岐管１１０の主管においては、枝管の部分を除き外周全体に亘って等間隔に配設される。
【００８０】
図１０に、本発明の第２実施形態の被覆工程における断面図を示す。図１０に示すように、強化繊維３００の層の内側面は、インフュージョン成形型１００ａの外周表面の一部のみに接触する。強化繊維３００の層の一部が樹脂含浸性剛性体１２０によって持ち上げられることによって、インフュージョン成形型１００ａと強化繊維３００の層の内側面との間に隙間Ｓが形成される。これによって、強化繊維３００の層の内側面が、樹脂製分岐管１１０の外表面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。
【００８１】
図１１に、本実施形態の減圧工程および樹脂含浸工程における断面図を示す。図１１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１００ａの外周表面に沿って張りつく。インフュージョン成形型１００ａにおいては、樹脂含浸性剛性体１２０を用いない従来法であれば減圧時にインフュージョン成形型に密着せずシワとして生じていた余剰部分の強化繊維層が、インフュージョン成形型１００ａの外表面を盛り上げる樹脂含浸性剛性体１２０の外表面に密着させることができる。これによって、強化繊維３００のシワを生じにくくすることができる。
【００８２】
その結果、図１２に示す繊維強化樹脂成形品４００ａが得られる。繊維強化樹脂成形品４００ａは、樹脂製分岐管１１０、および樹脂製分岐管１１０の外表面１１２に設けられた樹脂含浸性剛性体１２０を有するインフュージョン成形型１００ａと、インフュージョン成形型１００ａの外周表面に設けられた強化繊維３００の層とを含み、強化繊維３００の層に含浸された樹脂と樹脂含浸性剛性体１２０の内部に含浸された樹脂とが一体的に硬化されている。
【００８３】
［３．変形例］
図１３から図１６に、樹脂含浸性剛性体の変形例を示す。これら変形例は、上述のいずれの実施形態にも適用してよい。
【００８４】
図１３に示す樹脂含浸性剛性体１２０ｃは、スパイラルチューブ１２１で構成され、繊維１２２が内包されていない点で上述の樹脂含浸性剛性体１２０と異なる。硬化後の強度を考慮すると樹脂含浸性剛性体１２０のように繊維１２２が内包されているほうが好ましいが、樹脂含浸性剛性体１２０ｃは繊維１２２が内包されていなくとも、内部にマトリックス樹脂を含浸し、硬化により強化繊維３００層中に含浸されたマトリックス樹脂と一体化することができる点で樹脂含浸性剛性体１２０と同様に好ましい。
【００８５】
図１４に示す樹脂含浸性剛性体１２０ｄは、スプリング１２１ｄで構成されている。本実施形態におけるスプリング１２１ｄは、圧縮ばねの形状のようにらせん軸方向およびらせん軸の周方向に連続して外部と内部とが連通する空間が十分確保されている、線体のらせん体である。したがって、上述のスパイラルチューブ１２１と同様に含浸性に優れる。さらに、スプリング１２１ｄはスパイラルチューブ１２１と同様の剛性を有する。
【００８６】
図１５に示す樹脂含浸性剛性体１２０ｅは、上述の樹脂含浸性剛性体１２０ｄと同様のスプリング１２１ｄの内部に、上述の樹脂含浸性剛性体１２０と同様の繊維１２２が内包されている。繊維１２２が内包されていることで、上述の樹脂含浸性剛性体１２０ｄを用いた場合に比べて高度に強化される点で好ましい。
【００８７】
図１６に示す樹脂含浸性剛性体１２０ｆは、芯材１２３ｆと、芯材１２３ｆを中心とする放射方向に設けられた繊維１２２ｆとで構成されるブラシである。図１６においては、繊維１２２ｆを一部切り欠いて示している。繊維１２２ｆが当該放射方向に設けられているため、樹脂含浸性剛性体１２０ｆ全体として、上述の樹脂含浸性剛性体１２０と同様の剛性を有し、かつ、繊維１２２ｆへの樹脂含浸性にも優れる。
【００８８】
［実施形態及び変形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、明細書中のインフュージョン成形型１００，１００ａが請求項中の「インフュージョン成形型」に相当し、樹脂製分岐管１１０が「樹脂製分岐管」に相当し、外表面１１２が「樹脂製分岐管の表面」に相当し、樹脂含浸性剛性体１２０，１２０ｃ，〜，１２０ｆが「樹脂含浸性剛性体」に相当し、スパイラルチューブ１２１が「スパイラルチューブ」に相当し、スプリング１２１ｄが「スプリング」に相当し、繊維１２２，１２２ｆが「繊維」に相当し、芯材１２３ｆが「芯材」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４００，４００ａが「繊維強化樹脂成形品」に相当する。
【００８９】
本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれらのみに限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。
【符号の説明】
【００９０】
１００，１００ａ  インフュージョン成形型
１１０  樹脂製分岐管
１１２  外表面（樹脂製分岐管の表面）
１１６  分岐部                                                
１２０，１２０ｃ，〜，１２０ｆ  樹脂含浸性剛性体
１２１  スパイラルチューブ
１２１ｄ  スプリング
１２２，１２２ｆ  繊維
１２３ｆ  芯材
１３２  気密性フィルム
３００  強化繊維
４００，４００ａ  繊維強化樹脂成形品
【図１】
2018001459.tif 000003
【図２】
2018001459.tif 000004
【図３】
2018001459.tif 000005
【図４】
2018001459.tif 000006
【図５】
2018001459.tif 000007
【図６】
2018001459.tif 000008
【図７】
2018001459.tif 000009
【図８】
2018001459.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018001459.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018001459.tif 000015
【図１４】
2018001459.tif 000016
【図１５】
2018001459.tif 000017
【図１６】
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