(57)【要約】【課題】  真空が保持しやすく、樹脂が漏洩しにくく、かつシール材の破損を防止することによりシール材交換の手間を省くことができる繊維強化樹脂成形型、およびそれを用いた繊維強化樹脂の成形方法を提供する。【解決手段】  互いに対向しキャビティを形成する少なくとも一対の型であり、一方の型の前記キャビティの外側に略周状に溝が設けられており、前記溝にシール材を備えた繊維強化樹脂成形型であって、他方の型は前記シール材と当接する型開閉方向と略平行方向の面と前記型開閉方向と略垂直方向の面との少なくとも２つの面からなる当接部を有し、前記シール材と前記当接部が完全に離間した型開き時に、前記シール材と前記略平行方向の面との最短距離（Ｌ１（ｍｍ））と前記シール材と前記略垂直方向の面との最短距離（Ｌ２（ｍｍ））の関係がＬ１≦Ｌ２である、繊維強化樹脂成形型。【選択図】図１
2018171728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向しキャビティを形成する少なくとも一対の型であり、一方の型の前記キャビティの外側に略周状に溝が設けられており、前記溝にシール材を備えた繊維強化樹脂成形型であって、他方の型は前記シール材と当接する型開閉方向と略平行方向の面と前記型開閉方向と略垂直方向の面との少なくとも２つの面からなる当接部を有し、前記シール材と前記当接部が完全に離間した型開き時に、前記シール材と前記略平行方向の面との最短距離（Ｌ１（ｍｍ））と前記シール材と前記略垂直方向の面との最短距離（Ｌ２（ｍｍ））の関係がＬ１≦Ｌ２である、繊維強化樹脂成形型。
【請求項２】
前記シール材と前記略平行方向の面と前記略垂直方向の面が接した第２型閉じ状態において、前記キャビティが以下の（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）によって密閉されている、請求項１に記載の繊維強化樹脂成形型。
（Ａ）一方の型
（Ｂ）他方の型
（Ｃ）一方の型と他方の型によってシール材が型開閉方向に挟み込まれたクランプ領域
【請求項３】
前記略平行方向の面と前記略垂直方向の面のなす角度（α（度））が８０≦α≦１３５である、請求項１または２に記載の繊維強化樹脂成形型。
【請求項４】
前記溝への前記シール材の挿入方向と前記型開閉方向のなす角度（β（度））が１５≦β≦７５である、請求項１から３のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型。
【請求項５】
前記当接部の周方向に対して垂直な断面における前記溝の底部の形状が略半円形状である、請求項１から４のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型。
【請求項６】
前記略垂直方向の面が突起を有する、請求項１から５のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型のキャビティに強化繊維基材を配置する基材配置工程と、前記キャビティに樹脂を注入する樹脂注入含浸工程とを含む、繊維強化樹脂の製造方法。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型のキャビティに中間基材を配置する中間基材配置工程と、前記キャビティの厚みを減少させて前記中間基材を加圧するプレス工程とを含む、繊維強化樹脂の製造方法。
【請求項９】
請求項１から６のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型のキャビティに繊維強化樹脂成形品を配置する繊維強化樹脂成形品配置工程と、前記キャビティに樹脂を注入する表面樹脂注入工程とを含む、繊維強化樹脂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂成形型およびそれを用いた繊維強化樹脂の製造方法に関し、特に、型のシール構造を改良した繊維強化樹脂成形型およびそれを用いた繊維強化樹脂の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産性に優れた繊維強化樹脂の成形方法として、強化繊維基材を成形型のキャビティに配置し、マトリックス樹脂を型内に注入して強化繊維基材内に含浸させ、樹脂を硬化させた後、繊維強化樹脂成形品を脱型する、いわゆるＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）成形が知られている。ＲＴＭ成形においては、比較的大型の繊維強化樹脂成形品や肉厚の繊維強化樹脂成形品を製造する場合、先に強化繊維基材積層体（例えば、複数枚の強化繊維基材）を所定形状に賦形して、繊維強化樹脂の成形前躯体である強化繊維基材積層体のプリフォームを作製し、そのプリフォームを成形型内に配置して、マトリックス樹脂を型内に注入し、基材に含浸した樹脂を硬化させる方法が用いられることが多い。
【０００３】
従来の繊維強化樹脂成形型のシール部には、特許文献１〜３に記載されているような矩形や丸断面のシール材が使用されていた。これらのシール材は一方の型のキャビティ外周に沿って延在するように設けられた溝に装着され、型締めにより他方の型から押圧されることで弾性変形し、キャビティ内の真空保持性と樹脂注入後の耐樹脂漏れ性という２つのシール機能を発揮していた。
【０００４】
特許文献１、２には、シール材の溝から突出した突出部を他方の型の平面部や傾斜部で押圧する樹脂注入成形装置が記載されている。また、特許文献２には、シール材の突出部に凹部を設けて、該凹部に対応する突起でシール材を押圧する樹脂注入成形装置が記載されている。
【０００５】
また、近年では、基材への樹脂の含浸性を高める方法として、特許文献３に開示されているような、キャビティの厚みを最終的な繊維強化樹脂成形品の厚みよりも大きくした状態で強化繊維基材と型の間の空隙に樹脂を注入し、次いでキャビティの厚みを減少させて樹脂を加圧、流動せしめて基材に樹脂を含浸させ、その後、硬化させるギャップＲＴＭ成形が用いられている。特許文献３では、キャビティ内の真空度を高める第１シール材と、液状樹脂がキャビティ外に漏洩することを防止する第２シール材を用いる方法が記載されている。
【０００６】
また、繊維強化樹脂成形品の表面意匠を向上させる方法として、特許文献４に開示されているような、ＲＴＭ成形において繊維強化樹脂成形品が硬化した後、繊維強化樹脂成形品と型の間に空隙を設け、この空隙に樹脂を注入し、硬化させるインモールドコーティング法が用いられることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１８７９２３号公報
【特許文献２】特開平７−１８６１９９号公報
【特許文献３】特開２０１４−４３０７１号公報
【特許文献４】特許５８４６６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献３に開示された方法では、真空用および樹脂用にシール材を２つ設けなければならないため生産性が低下する課題や、シール部を複数設けるスペースが必要なことから装置寸法が大きくなる課題があった。
【０００９】
一方、特許文献１、２に開示された単一のシール材が設けられたシール構造をギャップＲＴＭ成形に用いる場合は、キャビティの厚みを変化させる必要から、嵩高のシール材を大変形させて使用する必要があった。このとき、特許文献１に開示されたシール材を他方の型の平面部で押圧する方法では、繰り返し使用した場合に、真空が保持しにくい場合や、樹脂漏れを生じてしまう場合も見られる。また、特許文献２に開示されたシール材の略端部を他方の型の傾斜突起で押圧する方法では、シール材の両端で変形に差が生じ、繰り返し使用した場合に溝端部で亀裂を生じやすく、型の長期使用に耐えるものとは言えない。加えて、プレス圧を上げた際に破損しやすいとの課題もある。
【００１０】
したがって、従来のシール構造では、たとえシール材の材質を改善したとしても、単一のシール材で真空保持性と耐樹脂漏れ性を同時に満足しつつ繰り返しの長期使用に供することはできず、破損したシール材の交換や樹脂の清掃等により、型の稼働率が低くなってしまい、ＲＴＭ部材の生産性を低下させる要因となっていた。
【００１１】
一方、特許文献４に記載のインモールドコーティング法においても、キャビティの厚みを変化させる必要から前記の問題が生じて、十分なシール性を得られない課題や、生産性が低下する課題があった。
【００１２】
そこで本発明の目的は、上記のような問題点に着目し、従来のシール構造と比較して真空が保持しやすく、樹脂が漏洩しにくく、かつシール材の破損を防止することによりシール材交換の手間を省くことができる繊維強化樹脂成形型、およびそれを用いた繊維強化樹脂の成形方法を提供することにある。また、前記のようなキャビティの厚みの変化するＲＴＭ成形に好適な繊維強化樹脂成形型、およびそれを用いた繊維強化樹脂の成形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】
本発明者らは、このような課題に基づいて検討を重ねた結果、型開閉方向と略平行方向の面と型開閉方向と略垂直方向の面との少なくとも２つの面からなるシール材との当接部を繊維強化樹脂成形型に設けることで、成形中にキャビティの厚みを変化させた場合や、そのような成形を繰り返した場合でも、シール材が破損しにくく、真空を保持しやすく、樹脂が漏洩しにくいことを見出した。
【００１４】
本発明の繊維強化樹脂成形型は、前述の課題を解決するために以下の構成を採るものである。すなわち、
（１）互いに対向しキャビティを形成する少なくとも一対の型であり、一方の型の前記キャビティの外側に略周状に溝が設けられており、前記溝にシール材を備えた繊維強化樹脂成形型であって、他方の型は前記シール材と当接する型開閉方向と略平行方向の面と前記型開閉方向と略垂直方向の面との少なくとも２つの面からなる当接部を有し、前記シール材と前記当接部が完全に離間した型開き時に、前記シール材と前記略平行方向の面との最短距離（Ｌ１（ｍｍ））と前記シール材と前記略垂直方向の面との最短距離（Ｌ２（ｍｍ））の関係がＬ１≦Ｌ２である、繊維強化樹脂成形型。
（２）前記シール材と前記略平行方向の面と前記略垂直方向の面が接した第２型閉じ状態において、前記キャビティが以下の（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）によって密閉されている、上記（１）に記載の繊維強化樹脂成形型。
（Ａ）一方の型
（Ｂ）他方の型
（Ｃ）一方の型と他方の型によってシール材が型開閉方向に挟み込まれたクランプ領域
（３）前記略平行方向の面と前記略垂直方向の面のなす角度（α（度））が８０≦α≦１３５である、上記（１）または（２）に記載の繊維強化樹脂成形型。
（４）前記溝への前記シール材の挿入方向と前記型開閉方向のなす角度（β（度））が１５≦β≦７５である、上記（１）から（３）のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型。
（５）前記当接部の周方向に対して垂直な断面における前記溝の底部の形状が略半円形状である、上記（１）から（４）のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型。
（６）前記略垂直方向の面が突起を有する、上記（１）から（５）のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型。
（７）上記（１）から（６）のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型のキャビティに強化繊維基材を配置する基材配置工程と、前記キャビティに樹脂を注入する樹脂注入含浸工程とを含む、繊維強化樹脂の製造方法。
（８）上記（１）から（６）のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型のキャビティに中間基材を配置する中間基材配置工程と、前記キャビティの厚みを減少させて前記中間基材を加圧するプレス工程とを含む、繊維強化樹脂の製造方法。
（９）上記（１）から（６）のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形型のキャビティに繊維強化樹脂成形品を配置する繊維強化樹脂成形品配置工程と、前記キャビティに樹脂を注入する表面樹脂注入工程とを含む、繊維強化樹脂の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る繊維強化樹脂成形型によれば、成形中にキャビティの厚みを変化させた場合や、そのような成形を繰り返した場合でも、シール材が損傷しにくく、真空を保持しやすく、樹脂が漏洩しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のシール部の構成要素の位置関係の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一方の型と他方の型によって型開閉方向に両面が挟み込まれたシール材のクランプ領域の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の溝とシール材の関係の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の製造方法の第一の実施態様に係る繊維強化樹脂成形型をＲＴＭ成形に適用した場合の一例を示すＲＴＭ成形装置の概略断面図である。
【図５】本発明の製造方法の第二の実施態様に係る繊維強化樹脂成形型をＲＴＭ成形に適用した場合の一例を示すＲＴＭ成形装置の概略断面図である。
【図６】図２のＲＴＭ成形装置においてキャビティの厚みが繊維強化樹脂成形品の厚みよりも大きい状態に保持された状態の一例を示す概略断面図である。
【図７】本発明のシール部の構造および型締めから脱型までの一連の工程の一例を示す図である。
【図８】本発明のシール部の構造および型締めから脱型までの一連の工程の別の一例を示す図である。
【図９】本発明のシール部の構造および型締めから脱型までの一連の工程のさらに別の一例を示す図である。
【図１０】本発明のシール材と略平行方向の面と略垂直方向の面からなるシール部の例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の実施例のシール材と当接部の関係を示す概略断面図である。
【図１２】比較例のシール材と当接部の関係を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、型開閉方向と略平行方向の面と型開閉方向と略垂直方向の面からなるシール材との当接部を有する繊維強化樹脂成形型、およびこれを用いた繊維強化樹脂の製造方法である。
【００１８】
ここで、一対の型の型開き状態を、図１を用いて説明する。図１に、キャビティ４の外側にシール材２を有する一方の型７、シール材２と当接する型開閉方向３と略平行方向の面１０１と型開閉方向３と略垂直方向の面１０２からなる当接部１を有する他方の型８が図示される。また、本発明の当接部の一例として、突起５を有する略垂直方向の面１０２と、略垂直方向の面１０２と曲面を介して滑らかに接続する略平行方向の面１０１が図示される。このとき、一対の型の型開き状態を、型の当接部１とシール材２の位置関係から、シール材２と当接部１が完全に離間した型開き状態、シール材２と当接部１の略平行方向の面１０１のみが接した第１型閉じ状態、シール材２と当接部１の略平行方向の面１０１と略垂直方向の面１０２が接した第２型閉じ状態の３つの状態に分類する。
【００１９】
次に、本発明の実施形態の詳細を説明する。
［当接部］
本発明の繊維強化樹脂成形型において、型のシール材との当接部は型開閉方向と略平行方向の面と型開閉方向と略垂直方向の面との少なくとも２つの面から構成される。
【００２０】
略平行方向の面と型開閉方向のなす角度に特に限定はないが、型閉じでシール材の押圧量がほとんど変化せずシール材が破損しにくいため０度以上３０度以下とすることが好ましく、当接部との擦れによるシール材の損傷を軽減できるため、０度以上１０度以下とすることがさらに好ましい。
【００２１】
また、略垂直方向の面と型開閉方向のなす角度に特に限定はないが、型閉じに伴ってシール材の押圧量を増加させてキャビティの耐樹脂漏れ性を向上させることができるため４５度以上９０度以下とすることが好ましい。
【００２２】
また、略平行方向の面と略垂直方向の面は曲面を介して滑らかに接続しても良いし、角部や凹みを介して接続しても良い。略平行方向の面と略垂直方向の面のなす角度（α（度））に特に限定はないが、第２型閉じ状態においてキャビティ内の樹脂が高圧になった場合に、略平行方向の面がキャビティと反対方向へのシール材の変形を抑制するバックアップとなるため、８０≦α≦１３５とすることが好ましく、シール材を押圧した時に破損させることなく、十分な対樹脂漏れ性を得ることができるため、９０≦α≦１０５とすることがさらに好ましい。
【００２３】
本発明の繊維強化樹脂成形型において、シール材と当接部が完全に離間した型開き時に、シール材と略平行方向の面との最短距離（Ｌ１（ｍｍ））とシール材と略垂直方向の面との最短距離（Ｌ２（ｍｍ））の関係はＬ１≦Ｌ２である。このような構成とすることで、第１型閉じ状態において略平行方向の面がシール材と接することで、前述の理由からシール材の破損を抑制しつつ真空保持性を得られるため、第２型閉じ状態に至るまでにキャビティ内を排気して真空度を高めることができ、生産性の観点から好ましい。さらに第２型閉じ状態においては、略垂直方向の面がシール材と接触し、型閉じに伴ってシール材の押圧量を増加させることができ、加えてシール材が型開閉方向と略垂直方向と、型開閉方向と略平行方向から押圧固定されるため、キャビティからの樹脂漏洩を防ぐことができ好ましい。
【００２４】
本発明の繊維強化樹脂成形型において、型の当接部の断面形状は一定である必要は無く、例えば略平行方向の面や略垂直方向の面の形状や寸法が周方向で変化しても良い。略平行方向の面の寸法に特に限定はないが、第１型閉じ状態においてキャビティ内の排気時間を確保してキャビティの真空度を高めることができるため、型開閉方向に対する長さが５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることが好ましく、第２型閉じ状態においてシール材を押圧固定できるため１０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２５】
また、略平行方向の面と略垂直方向の面は、例えば、面内に収まる凹凸の変化として、湾曲形状や突起を有することができる。特に略垂直な面に突起を設けることで、突起との接触により押しのけられるシール材の体積が突起の無い場合に比べて小さくなるため、第２型閉じ状態においてシール材に生じるひずみが小さくなり、損傷が防止されやすくなり好ましい。
【００２６】
また、第１型閉じ状態開始から第２型締め状態開始までの時間に特に限定はないが、真空引きにより型閉じ中にキャビティの真空度をより高めることができるため１秒以上であることが好ましく、サイクルタイムを短くして生産性を高めることができるため１０００秒以下であることが好ましい。
［クランプ領域］
本発明の繊維強化樹脂成形型は、図２（ａ）に例を示すように、第２型閉じ状態においてシール材２が一方の型と他方の型によって型開閉方向３に両面が挟み込まれたクランプ領域６を持つことができる。比較として、クランプ領域を持たない場合を図２（ｂ）、（ｃ）に示す。クランプ領域を設けることで、型閉じに伴ってシール材の押圧量を増加させることでき、耐樹脂漏れ性が向上する。つまり、前記シール材と前記略平行方向の面と前記略垂直方向の面が接した第２型閉じ状態において、前記キャビティが（Ａ）一方の型、（Ｂ）他方の型、および（Ｃ）一方の型と他方の型によってシール材が型開閉方向に挟み込まれたクランプ領域によって密閉されていることにより、キャビティ内が高圧となった場合でも樹脂が漏れにくい。
【００２７】
クランプ領域の幅に特に限定はないが、０．５ＭＰａ以上の高圧樹脂に対してシール材の変形による漏れを防止するには１ｍｍ以上であることが好ましく、２ＭＰａ以上の高圧樹脂に対して十分な封止を発現するには５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、型寸法を小さくできるため５０ｍｍ以下であることが好ましく、シール材の反力が小さくなり型締め力を低減できるため２０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
［溝］
ここで、本発明の繊維強化樹脂成形型の一方の型７のキャビティ４の外側に略周状に設けられた溝９とシール材２の関係の一例を図３に示す。図３において、シール材２は溝９に挿入方向１０の方向に挿入される。
【００２８】
本発明の繊維強化樹脂成形型において、溝の断面形状に特に限定はないが、溝を型に立体的に形成する場合の加工が容易であるため、当接部の周方向に対して垂直な断面における溝の底部の形状が略半円形状であることが好ましい。
【００２９】
また、溝へのシール材の挿入方向と型開閉方向のなす角度（β（度））に特に限定はないが、第２型閉じ状態において略垂直方向の面と略平行方向の面によってシール材が押圧固定されやすく、シール材の脱落やシール材と溝の間への樹脂の差込を抑制できるため、１５≦β≦７５とすることが好ましい。
［シール材］
シール材の断面形状に特に限定はないが、中実とすることで、高い樹脂圧によるシール材の押し込みが抑制されるため、シール材と溝の間への樹脂の差込を防止することができ好ましい。一方、シール材を中空とすることでシール材の当接部への追従性が向上するとともに耐久性も高まるため好ましい。
【００３０】
シール材の具体的な材質については、特に限定されず、好ましいシール材の材質は樹脂との相性によっても異なるが、シリコーン系やフッ素系の材質であることが好ましい。すなわち、このような材質では、樹脂に対し優れた離型性を有するので、シール材を長持ちさせることができる。
【００３１】
また、シール材の硬さについては、例えば、ＩＳＯ７６９１に基づき、デュロメータ硬さ、ショアＡでＡ１０〜９０の範囲であることが好ましく、より好ましくはＡ３０〜７０の範囲である。硬い場合には樹脂が溝とシール材の間に入ることを抑制でき、一方で柔らかい場合には潰し代の設計範囲が広く工業的に利用しやすい。これらの両者の兼ね合いから、上記のような範囲が好ましい。
［型］
本発明の繊維強化樹脂成形型において、溝が設けられた一方の型および当接部を有する他方の型はシール材よりも線膨張率が小さいことが好ましく、好ましくは線膨張率が３０×１０−６以下の範囲である。この線膨張率の範囲は、−２０〜３００℃の温度域の少なくとも一部に含まれていることが好ましい。本発明における成形は樹脂成形であり、ダイキャストなどとは異なるため、樹脂成形温度域のみで上記のような範囲の線膨張率を発現できれば十分である。
【００３２】
本発明の繊維強化樹脂成形型において、溝が設けられた一方の型の溝の仕上げ面には、シール材の傷みを抑制するためにツールマークが無いことが好ましい。また、仕上げ面の表面粗さとしては、一定値以下に保つことが好ましく、Ｒａ：２．５（μｍ）以下が好ましい。
【００３３】
上記のような本発明の繊維強化樹脂成形型は、例えばＲＴＭ成形や、強化繊維等の長繊維からなる繊維補強材に樹脂を含浸したプリプレグや、強化繊維等の短繊維からなる繊維補強材に樹脂を含浸したシートモールドコンパウンド（ＳＭＣ）などの中間基材のプレス成形にも使用できる。
【００３４】
本発明の繊維強化樹脂成形型は、短時間で繊維強化樹脂の成形を行いたい場合にも好適に用いられる。短時間で成形を行う場合に注入される樹脂の粘度は、強化繊維基材に含浸しやすいことから、低粘度であることが好ましく、例えば、２０００ｃＰ以下であることが好ましい。注入される樹脂が低粘度である場合、型締め時にシール材まで樹脂が到達し、しばしば樹脂漏れにつながることがあるが、本発明の繊維強化樹脂成形型は高い真空保持性、耐樹脂漏れ性を有することから、シール材まで樹脂が到達する場合であっても樹脂漏れを起こさずに短時間で成形できる。
【００３５】
本発明の繊維強化樹脂成形型は、繰り返し使用してもシール材が破損しにくいことから、溝に装着されたシール材を、複数回のＲＴＭ成形やプレス成形に繰り返しそのまま使用することが可能である。
【００３６】
本発明の繊維強化樹脂成形型は、キャビティを密閉して厚みを変化させた場合もシール材の破損が生じにくく、高い真空保持性と耐樹脂漏れ性を両立できるため、ボイドや樹脂ヒケの少ない良質な製品を得ることができる。さらに、シール材を交換する手間が省け、シール材近傍の樹脂バリを脱型しやすいため、サイクルタイムを短縮することができ、生産性が向上する。加えて、キャビティの厚みが変化する場合もシール材の破損がなく、高い真空保持性と高い耐樹脂漏れ性を繰り返し発現できることにより、キャビティの厚みを変化させながらＲＴＭ成形やプレス成形を行うことが可能になるため、強化繊維基材への樹脂含浸性を高めることや、繊維強化樹脂成形品の表面意匠性を向上させることや、複数の異なる厚みの繊維強化樹脂成形品を同一のＲＴＭ成形型で製造することが可能になる。
［製造方法］
以下、本発明の繊維強化樹脂の製造方法を、単に「本発明の製造方法」という場合がある。
（第一の態様）
本発明の繊維強化樹脂の製造方法の第一の態様は、本発明の繊維強化樹脂成形型のキャビティに強化繊維基材を配置する基材配置工程と、前記キャビティに樹脂を注入する樹脂注入含浸工程とを含む。
【００３７】
本発明の製造方法の第一の態様について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は図面に記載された発明に限定されるものではない。
【００３８】
図４は、本発明の製造方法の第一の態様に係る繊維強化樹脂成形型をＲＴＭ成形に適用した場合の一例を示している。図４において、ＲＴＭ成形装置１００１は、本発明の製造方法の第一の態様に係る繊維強化樹脂成形型としてのＲＴＭ成形装置を示しており、上型７０１は本発明における溝が設けられた一方の型を、下型８０１は、プレス機構１１によって型締めされる、本発明における当接部を有する他方の型を、それぞれ示している。下型７０１と上型８０１との間には、所定形状の成形を行うためのキャビティ４が形成され、キャビティの周囲にはシール部１５が設けられる。キャビティ４内には強化繊維基材１２が配置される。また、上型７０１には、樹脂を供給するための樹脂供給路１３、樹脂注入口１４が設けられている。加えて、キャビティ４の厚みは、型位置調整機構１７によって調整される。
【００３９】
本発明の製造方法の第一の態様では、キャビティ内に、強化繊維基材が配置される（基材配置工程）。前記強化基材は、予め賦形したプリフォームであってもよい。この強化繊維基材がキャビティ内に配置された状態で、上型が下型に対し型締めされる（型締め工程）。続いて、樹脂供給路から繊維強化樹脂を構成するための樹脂が、強化繊維基材に対し適切な位置で開口された樹脂注入口を介して注入され、強化繊維基材に含浸される（樹脂注入含浸工程）。樹脂含浸後には、樹脂が硬化し、所定の繊維強化樹脂成形品が作製される。
【００４０】
以上のような繊維強化樹脂成形型としてのＲＴＭ成形装置において、キャビティの周囲にシール部が設けられる。ここで、本発明におけるシール部のいくつかの例について、図１０に示す。なお、図１０は第１型閉じ状態について示した図である。
（第二の態様）
本発明の繊維強化樹脂の製造方法の第二の態様は、本発明の繊維強化樹脂成形型のキャビティに中間基材を配置する中間基材配置工程と、前記キャビティの厚みを減少させて前記中間基材を加圧するプレス工程とを含む。
【００４１】
本発明の製造方法の第二の態様について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は図面に記載された発明に限定されるものではない。
【００４２】
図５は、本発明の製造方法の第二の態様に係る繊維強化樹脂成形型をプレス成形に適用した場合の一例を示している。図５において、プレス成形装置１００２は、本発明の製造方法の第二の態様に係る繊維強化樹脂成形型としてのプレス成形装置を示しており、上型７０１は本発明における溝が設けられた一方の型を、下型８０１は、プレス機構１１によって型締めされる、本発明における当接部を有する他方の型を、それぞれ示している。下型７０１と上型８０１との間には、所定形状の成形を行うためのキャビティ４が形成され、キャビティの周囲にはシール部１５が設けられる。キャビティ４内には中間基材１８が配置される。また、キャビティ４の厚みは、型位置調整機構１７によって調整される。
【００４３】
本発明の製造方法の第二の態様では、キャビティ内に、プリプレグやＳＭＣなどの中間基材が配置される（中間基材配置工程）。中間基材は、予め賦形したプリフォームであってもよい。
【００４４】
この中間基材がキャビティ内に配置された状態で、上型が下型に対し型締めされる（型締め工程）。型締め工程では、型位置調整機構によって、キャビティの厚みが作製される繊維強化樹脂成形品の厚みよりも大きな厚みに保持される。
【００４５】
次いで、キャビティの厚みを減少させることで、中間基材が加圧される（プレス工程）。
【００４６】
加圧後には、樹脂が硬化し、所定の繊維強化樹脂成形品が作製される
以上のような繊維強化樹脂成形型としてのプレス成形装置において、キャビティの周囲に本発明の製造方法の第一の態様で説明したものと同様のシール部が設けられる。
（第三の態様）
本発明の繊維強化樹脂の製造方法の第三の態様は、繊維強化樹脂成形型のキャビティに繊維強化樹脂成形品を配置する繊維強化樹脂成形品配置工程と、前記キャビティに樹脂を注入する表面樹脂注入工程とを含む。
【００４７】
本発明の製造方法の第三の態様について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は図面に記載された発明に限定されるものではない。
【００４８】
本発明の製造方法の第三の態様は、本発明の製造方法の第一の態様に係る繊維強化樹脂成形装置と同様の構成を用いて実施することができる（図４）。
【００４９】
本発明の製造方法の第三の態様では、キャビティ内に、繊維強化樹脂成形品が配置される（繊維強化樹脂成形品配置工程）。
【００５０】
この繊維強化樹脂成形品がキャビティ内に配置された状態で、上型が下型に対し型締めされる（型締め工程）。型締め工程では、型位置調整機構によって、キャビティの厚みがキャビティ内に配置された繊維強化樹脂成形品の厚みよりも大きな厚みに保持される。
【００５１】
続いて、必要に応じて、図示しない真空吸引口を介してキャビティ内が排気され、キャビティ内の真空度が高められる。次いで、樹脂供給路から繊維強化樹脂成形品をコーティングするための樹脂が、繊維強化樹脂成形品に対し適切な位置で開口された樹脂注入口を介して注入され、繊維強化樹脂成形品の表面の少なくとも一部がコーティングされる（表面樹脂注入工程）。
【００５２】
コーティング後には樹脂が硬化し、表面意匠性の向上した繊維強化樹脂成形品が作製される。
【００５３】
以上のような繊維強化樹脂成形型としてのＲＴＭ成形装置において、キャビティの周囲に本発明の製造方法の第一の態様で説明したものと同様のシール部が設けられる。
【００５４】
以下、本発明の製造方法の好ましい実施態様について説明する。
（第一の好ましい実施態様）
本発明の製造方法の第一の態様に係る、第一の好ましい実施態様のＲＴＭ成形の工程について説明する。
【００５５】
本発明の製造方法の第一の好ましい実施態様のシール部の構造および型締めから脱型までの一連の工程を、図７を参照しながら説明する。上型７０１のキャビティ４の周囲には、シール材２を挿入するための溝がキャビティ４の外周に沿って延在するように設けられており、この溝中に、図７（ａ）に示すようにシール材２が装着される。また、下型８０１のシール材２との当接部には、キャビティの外周に沿って略平行方向の面１０１と略垂直方向の面１０２からなる当接部１が設けられており、当接部１は型締めによってシール材２と接触する。シール材は、弾性変形、弾性復元可能なゴム等の材質で構成されている。
【００５６】
基材配置工程において、キャビティ４内に強化繊維基材１２が配置される。前記強化基材は、予め賦形したプリフォームであってもよい。
【００５７】
型締め工程では、まず図７の（ｂ）に示すように上型７０１の型締めによりシール材２が略平行方向の面１０１と接触し、キャビティ４内が密閉され、図示しない真空吸引口を介してキャビティ４内の排気を開始できる（第１型閉じ状態）。型締め工程では、さらに型を閉じてシール材２を略垂直な面１０２に接触させ、第２型閉じ状態とすることもできる。シール材の押圧量は、溝とシール材の寸法、キャビティの厚みの関係から任意に調整可能であり、必要以上にシール材が押圧されて破損することなく、十分な真空保持性を得ることができる。
【００５８】
樹脂注入工程では、図７（ｃ）に示すように、特に樹脂の粘度が小さい場合に、樹脂１６がシール材２にまで達する場合がある。樹脂がシール材にまで達した場合であっても、略垂直な面がシール材を押圧し、また略平行方向の面がバックアップとなってキャビティと反対方向へのシール材の変形を抑制するため、必要以上にシール材を押圧して破損させることなく、十分な耐樹脂漏れ性を得ることができる。
【００５９】
樹脂含浸後には、樹脂が硬化し、所定の繊維強化樹脂成形品が作製される。
（第二の好ましい実施態様）
さらに、本発明の製造方法の第一の態様に係る、第二の好ましい実施態様のＲＴＭ成形の工程について説明する。
【００６０】
本発明の製造方法の第二の好ましい実施態様では、基材配置工程において、キャビティ内に強化繊維基材が配置される。前記強化基材は、予め賦形したプリフォームであってもよい。
【００６１】
基材配置工程を実施した後、型締め工程が実施される。型締め工程では、図７（ｂ）に示すように上型７０１の型締めによりシール材２が略平行方向の面１０１と接触し、型位置調整機構１７によって、キャビティ４の厚みを作製する繊維強化樹脂成形品の厚みよりも大きく保った図６に示す状態で下型８０１と上型７０１との間が気密にシールされ、キャビティ４内の真空が保持される。
【００６２】
続いて、樹脂供給路１３から繊維強化樹脂を構成するための樹脂が、強化繊維基材１２に対し適切な位置で開口された樹脂注入口１４を介して、強化繊維基材１２と型の間の空隙に注入される（樹脂注入含浸工程）。
【００６３】
そして、樹脂の注入中および／または樹脂の注入後にキャビティの厚みを減少させることで、加圧された樹脂が強化繊維基材に含浸される。このとき、シール材が略垂直な面によりさらに押圧されるが、シール材の押圧量は溝とシール材の寸法、キャビティの厚みの関係から任意に調整可能であり、必要以上にシール材を押圧して破損させることなく、十分な耐樹脂漏れ性を得ることができる。
【００６４】
樹脂含浸後には、樹脂が硬化し、所定の繊維強化樹脂成形品が作製される。
（第三の好ましい実施態様）
また、本発明の製造方法の第一の態様に係る、第三の好ましい実施態様のＲＴＭ成形の工程について説明する。本発明の製造方法の第三の好ましい実施態様では、第一の好ましい実施態様と同じ装置構成を用いて、第一の好ましい実施態様と厚みの異なる成形品を製作することが可能となる。
【００６５】
基材配置工程において、キャビティ内に強化繊維基材が配置される。前記強化基材は、予め賦形したプリフォームであってもよい。
【００６６】
型締め工程では、型位置調整機構によってキャビティの厚みが第一の好ましい実施態様で作製した繊維強化樹脂成形品の厚みよりも小さな、または大きな厚みに保持される。このとき、図７（ｂ）に示す第１型閉じ状態、もしくは、図７（ｃ）に示す第２型閉じ状態に保たれるため、キャビティ内が気密にシールされる。
【００６７】
続いて、樹脂注入含浸工程が実施され、樹脂含浸後には第一の実施態様の繊維強化樹脂成形品の厚みよりも小さな、または大きな厚みを有する繊維強化樹脂成形品が作製される。
（第四の好ましい実施態様）
加えて、本発明の製造方法の第二の態様に係る、本発明の製造方法の第四の好ましい実施態様について説明する。
【００６８】
本発明の製造方法の第四の好ましい実施態様のシール部の構造および型締めから脱型までの一連の工程を、図８を参照しながら説明する。上型７０１のキャビティ４の周囲には、シール材２を挿入するための溝がキャビティ４の外周に沿って延在するように設けられており、この溝中に、図８（ａ）に示すようにシール材２が装着される。また、下型８０１のシール材２との当接部には、キャビティの外周に沿って略平行方向の面１０１と略垂直方向の面１０２からなる当接部１が設けられており、当接部１は型締めによってシール材２と接触する。シール材は、弾性変形、弾性復元可能なゴム等の材質で構成されている。
【００６９】
基材配置工程にてプリプレグやＳＭＣなどの中間基材１８をキャビティ４内に配置した後、型締め工程が実施される。型締め工程では、型位置調整機構によって、キャビティの厚みが製作される繊維強化樹脂成形品の厚みよりも大きな厚みに保持される。このとき、図８（ｂ）に示す第１型閉じ状態、もしくは、図８（ｃ）に示す第２型閉じ状態に型が保たれ、キャビティ内が気密にシールされる。
【００７０】
次いで、必要に応じて図示しない真空吸引口を介してキャビティ内が排気され、キャビティ内の真空度が高められ、同時に、中間基材が予熱される。
【００７１】
続いて、プレス工程では、キャビティの厚みを減少させることで、加圧された樹脂が強化繊維基材に含浸される。
【００７２】
プレス工程では、図８（ｃ）に示すように、特に樹脂の粘度が小さい場合に、中間基材に含まれる樹脂１６がシール材２にまで達する場合がある。樹脂がシール材にまで達した場合であっても、略垂直な面がシール材を押圧し、また略平行方向の面がバックアップとなってキャビティと反対方向へのシール材の変形を抑制するため、必要以上にシール材を押圧して破損させることなく、十分な耐樹脂漏れ性を得ることができる。
【００７３】
樹脂含浸後には、樹脂が硬化し、所定の繊維強化樹脂成形品が作製される。
（第五の好ましい実施態様）
さらに、本発明の製造方法の第三の態様に係る、本発明の製造方法の第五の好ましい実施態様について説明する。
【００７４】
本発明の製造方法の第五の好ましい実施態様のシール部の構造および型締めから脱型までの一連の工程を、図９を参照しながら説明する。上型７０１のキャビティ４の周囲には、シール材２を挿入するための溝がキャビティ４の外周に沿って延在するように設けられており、この溝中に、図９（ａ）に示すようにシール材２が装着される。また、下型８０１のシール材２との当接部には、キャビティの外周に沿って略平行方向の面１０１と略垂直方向の面１０２からなる当接部１が設けられており、当接部１は型締めによってシール材２と接触する。シール材は、弾性変形、弾性復元可能なゴム等の材質で構成されている。
【００７５】
繊維強化樹脂成形品配置工程において、キャビティ４内に繊維強化樹脂成形品１９が配置される。繊維強化樹脂成形品は、例えば本発明の製造方法の第一の態様、第二の態様により作製された繊維強化樹脂成形品を用いてもよい。また、本発明の製造方法の第一の態様により繊維強化樹脂成形品を作製した後、キャビティ内に繊維強化樹脂成形品をキャビティから取り出すことなく、続く表面樹脂注入工程を実施してもよい。
【００７６】
続いて、図６に示すように型位置調整機構１７によってキャビティ４の厚みが繊維強化樹脂成形品の厚みよりも大きい状態に保持され、必要に応じて図示しない真空吸引口を介してキャビティ内が排気され、キャビティ内の真空度が高められる。
【００７７】
次いで、樹脂供給路１３から繊維強化樹脂成形品の表面意匠性を高めるための樹脂が、繊維強化樹脂成形品に対し適切な位置で開口された樹脂注入口１４を介して、繊維強化樹脂成形品と型の間の空隙に注入される（表面樹脂注入工程）。
【００７８】
表面樹脂注入工程では、図９（ｂ）に示すように上型７０１の型締めによりシール材２が略平行方向の面１０１と接触し、キャビティ４の厚みを繊維強化樹脂成形品の厚みよりも大きく保った状態で下型８０１と上型７０１との間が気密にシールされ、キャビティ内の真空保持性と耐樹脂漏れ性が保持される。
【００７９】
さらに、表面樹脂注入工程では、図９（ｃ）に示すように、特に樹脂の粘度が小さい場合に、樹脂１６がシール材２にまで達する場合がある。樹脂がシール材にまで達した場合であっても、略垂直な面がシール材を押圧し、また略平行方向の面がバックアップとなってキャビティと反対方向へのシール材の変形を抑制するため、必要以上にシール材を押圧して破損させることなく、十分な耐樹脂漏れ性を得ることができる。
【００８０】
そして、注入した樹脂が硬化し、表面意匠性に優れた繊維強化樹脂成形品が作製される。
【００８１】
なお、本発明において、前記第一から第五の実施態様は、任意に組み合わせて実施することができる。
【実施例】
【００８２】
以下に、本発明について、実施例を用いて、より具体的に説明する。
（１）シール部およびシール材
シール材として、日本ケミカル機器株式会社製シリコーン押出し成形品（硬さＡ５０、引張強さ９．１ＭＰａ、切断時伸び４００％）を用いた。シール部およびシール材の構成を表１に示す。また、実施例については図１１に、比較例については図１２にシール材と当接部の関係を示す。
【００８３】
【表１】
2018171728.tif 000003
【００８４】
（２）ＲＴＭ成形
図５に示す構成のＲＴＭ成形装置を準備し、ＲＴＭ成形を行った。強化繊維基材として、東レ（株）製炭素繊維織物（織組織：平織、織物目付：３３０ｇ／ｍ２、強化繊維：Ｔ７００Ｓ−１２Ｋ）を用いた。樹脂として、２液性エポキシ樹脂（主剤：Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製、硬化剤：東レ株式会社製、酸無水物系硬化剤）を用いた。
（実施例１〜７）
シール部およびシール材の構成を表１、図１１のとおりとした後、前述の基材配置工程、型締め工程、樹脂注入工程、加圧含浸工程、脱型工程を行った。なお、加圧含浸工程では、キャビティ厚みを２ｍｍ減少させた。
【００８５】
シール材を溝から取り外して観察したところ、表面に亀裂やえぐれ、むしれ、白変は存在せず、損傷がないことを確認した。実施例６のみ、シール材と略垂直方向の面の間に樹脂が入り込んで固まった跡が見られたが、キャビティ外部への樹脂漏れは発生しなかった。
（比較例１〜５）
シール部およびシール材の構成を表１のとおりとした後、前述の基材配置工程、型締め工程、樹脂注入工程、加圧含浸工程、脱型工程を行った。なお、加圧含浸工程では、キャビティ厚みを２ｍｍ減少させた。
【００８６】
シール材を溝から取り外して観察したところ、比較例２、３、５では表面に亀裂やえぐれ、むしれ、白変が存在してシール材が損傷していた。また、比較例１、４では樹樹脂漏れが発生した。
【符号の説明】
【００８７】
１  当接部
１０１  略平行方向の面
１０２  略垂直方向の面
２  シール材
３  型開閉方向
４  キャビティ
５  突起
６  クランプ領域
７  一方の型
７０１  上型
８  他方の型
８０１  下型
９  溝
１０  挿入方向
１００１  ＲＴＭ成形装置
１００２  プレス成形装置
１１  プレス機構
１２  強化繊維基材
１３  樹脂供給路
１４  樹脂注入口
１５  シール部
１６  樹脂
１７  型位置調整機構
１８  中間基材
１９  繊維強化樹脂成形品
【図１】
2018171728.tif 000004
【図２】
2018171728.tif 000005
【図３】
2018171728.tif 000006
【図４】
2018171728.tif 000007
【図５】
2018171728.tif 000008
【図６】
2018171728.tif 000009
【図７】
2018171728.tif 000010
【図８】
2018171728.tif 000011
【図９】
2018171728.tif 000012
【図１０】
2018171728.tif 000013
【図１１】
2018171728.tif 000014
【図１２】
2018171728.tif 000015