(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型内の減圧されるキャビティに、前記キャビティの内外の圧力差により樹脂を注入することで、前記キャビティ内に配置されている繊維基材を前記樹脂に含浸させる成形法による長尺な繊維強化樹脂成形品の製造方法であって、
前記樹脂を前記キャビティ内に注入する注入部から離れている前記キャビティ内の吸引部に連通する吸引媒体が、前記繊維基材の端部と前記成形型との間に位置し、前記吸引媒体と前記繊維基材の前記端部との間に、前記樹脂の通過を阻害し、かつ通気が確保されている樹脂バリア通気媒体が位置するように、前記吸引媒体、前記樹脂バリア通気媒体、および前記繊維基材を前記キャビティ内に配置する資材配置ステップと、
前記吸引部から吸引することにより前記キャビティ内を減圧しつつ、前記注入部から前記樹脂を注入することにより前記繊維基材に前記樹脂を含浸させる含浸ステップと、
前記繊維基材に含浸された前記樹脂を硬化させる硬化ステップと、
前記繊維基材と前記樹脂とが一体化されてなる繊維強化樹脂を離型する離型ステップと、を含み、
前記資材配置ステップでは、
前記繊維基材と前記成形型との間の、前記繊維基材の前記端部およびその近傍のみに、前記繊維基材の長さ方向の全体に亘り前記吸引媒体が配置され、
前記吸引媒体と前記繊維基材の間の、前記繊維基材の前記端部およびその近傍のみに、前記長さ方向の全体に亘り前記樹脂バリア通気媒体が配置され、
前記吸引媒体と前記繊維基材との間の全域に亘り前記樹脂バリア通気媒体が介在している、
ことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
前記成形品を製造する方法であって、
前記資材配置ステップでは、
前記吸引媒体の長さ方向における１箇所または２箇所にのみ前記吸引部が位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
屈曲した断面形状を有する前記成形品を製造する方法であって、
前記資材配置ステップでは、
屈曲した断面形状に配置される前記繊維基材の前記端部に、前記吸引媒体および前記樹脂バリア通気媒体を配置する、
ことを特徴とする請求項２に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
断面略Ｃ字状の前記成形品を製造する方法であって、
前記資材配置ステップでは、
断面略Ｃ字状に配置される前記繊維基材の幅方向における前記繊維基材の両側の前記端部にそれぞれ、前記吸引媒体および前記樹脂バリア通気媒体を配置する、
ことを特徴とする請求項２に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項５】
前記資材配置ステップでは、
前記幅方向における前記繊維基材の中央部に、前記注入部としての注入チャンネルを配置し、
前記注入チャンネルは前記繊維基材の長さ方向に延びており、前記注入チャンネルの長さは、前記注入チャンネルから前記繊維基材の前記幅方向の前記端部までの距離よりも長い、
ことを特徴とする請求項４に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項６】
前記資材配置ステップでは、
断面略Ｃ字状に配置される前記繊維基材の内周側に前記注入チャンネルを、前記繊維基材の前記端部の外周側に前記吸引媒体をそれぞれ配置する、
ことを特徴とする請求項５に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項７】
前記繊維基材の前記端部は、前記注入部から見て前記繊維基材が屈曲した先に位置する、
請求項３または４に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項８】
断面略Ｃ字状の前記成形品を製造する方法であって、
前記資材配置ステップでは、
断面略Ｃ字状に配置される前記繊維基材の幅方向における前記繊維基材の両側の前記端部にそれぞれ、前記吸引媒体および前記樹脂バリア通気媒体を配置する、
ことを特徴とする請求項３に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項９】
前記資材配置ステップでは、
前記幅方向における前記繊維基材の中央部に、前記注入部としての注入チャンネルを配置する、
ことを特徴とする請求項８に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項１０】
前記資材配置ステップでは、
断面略Ｃ字状に配置される前記繊維基材の内周側に前記注入チャンネルを、前記繊維基材の前記端部の外周側に前記吸引媒体をそれぞれ配置する、
ことを特徴とする請求項９に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項１１】
前記含浸ステップでは、
前記吸引媒体が内包されている前記樹脂バリア通気媒体と前記成形型との間の空間から前記吸引部を用いて吸引する、
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項１２】
前記資材配置ステップでは、
前記樹脂バリア通気媒体の端部と前記成形型との間の隙間を封止する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【請求項１３】
航空機の部材に用いられる前記成形品を製造する、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の繊維強化樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂（複合材）から成形品を得る製造方法に関する。特に、繊維基材が配置された減圧空間に樹脂を注入することで繊維基材を樹脂に含浸させるＶａＲＴＭ（Vacuum assisted Resin Transfer Molding）法を用いた成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
比強度に優れる繊維強化樹脂による成形品の利用が拡大されている。繊維強化樹脂による成形品を得る製造方法として、従来のようにプリプレグおよびオートクレープを用いる手法に対してコストダウン可能なＶａＲＴＭが普及しつつある。
ＶａＲＴＭ法では、金型に繊維基材を配置してバッグ用フィルムで覆い、バッグ用フィルムと金型との間に形成されたキャビティ内を減圧させる。これにより、キャビティ内と大気との圧力差によりキャビティ内に樹脂を注入することで、繊維基材に樹脂を含浸させる（例えば、特許文献１）。
繊維基材に均一に樹脂を含浸させて安定した品質の繊維強化樹脂成形品を得るため、キャビティ内に注入された樹脂を繊維基材の全体に含浸させることがＶａＲＴＭ法においては重要である。【０００３】
平板状の部材を成形する特許文献１では、繊維基材の一端側から樹脂を注入し、繊維基材の他端側からキャビティ内を脱気する構成において、繊維基材をブリーザー（樹脂分散媒体）で覆うとともに、ブリーザーの注入側および脱気側にそれぞれスパイラルチューブを配置する。さらに、脱気側のスパイラルチューブの直下に、真空ポンプが接続される脱気バッグを配置している。脱気バッグは、ブリーザーと、吸引ノズルが接続される脱気用チューブと、これらブリーザーおよび脱気用チューブを包み込む防水透湿布からなる袋体とを備えている。
特許文献１によると、キャビティ内に注入された樹脂を注入側のスパイラルチューブおよびブリーザーにより繊維基材の全体に分散させて、脱気側のスパイラルチューブまで導く。脱気側のスパイラルチューブの先は、袋体の作用により気体のみを排出させることで、繊維強化樹脂にボイドが発生することを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４５８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているように平板状の部材を成形する場合は、注入された樹脂が平面上を拡がるため、注入箇所から離れた繊維基材の端部にも樹脂が到達し易い。しかし、屈曲している部材等、部材の形状によっては、注入箇所から離れている繊維基材の端部にまで樹脂が流れ難い。そうすると、部材の端部に、樹脂が含浸されていない未含浸領域が出来るおそれがある。【０００６】
本発明は、未含浸のリスクを低減することができる繊維強化樹脂成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発明者は、未含浸のリスクを低減できる方法について、図８に示す例を含め、鋭意検討した。
図８（ａ）は、断面Ｃ字状の部材を成形する例を示している。この部材は、紙面に直交する方向に延びている長尺の部材である。
この例では、成形型４１の凹部内に繊維基材４２が断面Ｃ字状に配置され、さらに、繊維基材４２を成形型４１に押さえるプレート４３１，４３１およびプレート４３２，４３２が配置されている。
この繊維基材４２が全体に亘り樹脂に含浸されるように、繊維基材４２の幅方向中心部に、樹脂を注入する注入チャンネルを長手方向に沿って設置する。そして、繊維基材４２の幅方向両端部４２Ａ，４２Ａから吸引する。端部４２Ａの裏側には、図示しない吸引部に連通する吸引媒体４６を配置している。【０００８】
図８（ａ）に示す例によれば、繊維基材４２の端部４２Ａ，４２Ａからの吸引による減圧下、注入チャンネル４４の一端側から注入チャンネル４４内に液状の樹脂が供給されると、樹脂は、注入チャンネル４４を繊維基材４２の長さ方向に流れつつ、注入チャンネル４４から減圧空間へと注入される。さらに、樹脂は、メディア４５によって図８（ｂ）に示すように分散されながら、繊維基材４２の厚み方向にも流れる。実線の矢印は、注入チャンネル４４から注入される樹脂の流れを模式的に示している。
ここで、図８（ｂ）に破線の矢印で示すように、端部４２Ａに配置されている吸引媒体４６に樹脂が入ると、繊維基材４２よりも樹脂の流動抵抗が小さい吸引媒体４６を伝って繊維基材４２の長さ方向に樹脂が容易に流れてしまう。樹脂が繊維基材４２の端部４２Ａの任意の部位Ｐに含浸されるのに先立ち、部位Ｐに向かう樹脂の進行方向前方に位置する吸引媒体４６の部位Ｐ´に樹脂が存在していると、実線で示す樹脂の流れが阻害されてしまう。この場合には、端部４２Ａの部位Ｐに樹脂が含浸されないおそれがある。吸引媒体４６を流れる樹脂（破線矢印で示す）は、吸引媒体４６に拡がり、実線で示す繊維基材４２を流れる樹脂に対して逆向きの流れを生じさせるおそれもある。【０００９】
吸引媒体４６に樹脂が入ることに起因する未含浸のリスクを抑えるため、吸引媒体４６に入った樹脂を即座に吸引して除去している。そのために、図８（ａ）に示すように、吸引媒体４６に入った樹脂を吸引するための樹脂吸引チャンネル４７を吸引媒体４６上に設置している。樹脂吸引チャンネル４７は、チューブにより真空ポンプに接続される。吸引媒体４６内の樹脂が、気体と共に、樹脂吸引チャンネル４７を通じて吸引される。この樹脂吸引チャンネル４７を通じて樹脂を確実に吸引するため、能力の高い真空ポンプが使用される。樹脂吸引チャンネル４７は、繊維基材４２の内周側から端部４２Ａを迂回して外周側に樹脂が流入するのを防ぐため（ショートパス防止）、フィルム４８により覆われる。
さらに、吸引媒体４６の長さ方向の全体に亘り樹脂を確実に吸引するため、吸引媒体４６の長さ方向に所定間隔をおいて複数の箇所から吸引する必要がある。そのため、長さに応じた数だけの吸引系統（樹脂吸引チャンネルやチューブ、ポンプ）が必要となり、吸引系統が非常に複雑な構成となる。【００１０】
そこで、本発明の発明者は、吸引媒体に樹脂が入ることに起因する未含浸リスクを低減することができる方法として、以下に示す方法を想到した。【００１１】
本発明は、成形型内の減圧されるキャビティに、キャビティの内外の圧力差により樹脂を注入することで、キャビティ内に配置されている繊維基材を樹脂に含浸させる成形法による長尺な繊維強化樹脂成形品の製造方法であって、樹脂をキャビティ内に注入する注入部から離れているキャビティ内の吸引部に連通する吸引媒体が、繊維基材の端部と成形型との間に位置し、吸引媒体と繊維基材の端部との間に、樹脂の通過を阻害し、かつ通気が確保されている樹脂バリア通気媒体が位置するように、吸引媒体、樹脂バリア通気媒体、および繊維基材をキャビティ内に配置する資材配置ステップと、吸引部から吸引することによりキャビティ内を減圧しつつ、注入部から樹脂を注入することにより繊維基材に樹脂を含浸させる含浸ステップと、繊維基材に含浸された樹脂を硬化させる硬化ステップと、繊維基材と樹脂とが一体化されてなる繊維強化樹脂を離型する離型ステップと、を含み、資材配置ステップでは、繊維基材と成形型との間の、繊維基材の端部およびその近傍のみに、繊維基材の長さ方向の全体に亘り吸引媒体が配置され、吸引媒体と繊維基材の間の、繊維基材の端部およびその近傍のみに、長さ方向の全体に亘り樹脂バリア通気媒体が配置され、吸引媒体と繊維基材との間の全域に亘り樹脂バリア通気媒体が介在していることを特徴とする。
【００１２】
長尺な繊維強化樹脂成形品を製造する場合に、本発明の資材配置ステップでは、繊維基材の長さ方向の全体に亘り吸引媒体および樹脂バリア通気媒体を配置し、吸引媒体の長さ方向における１箇所または２箇所にのみ吸引部が位置することが好ましい。【００１３】
屈曲した断面形状を有する長尺な成形品を製造する場合に、本発明の資材配置ステップでは、屈曲した断面形状に配置される繊維基材の端部に、吸引媒体および樹脂バリア通気媒体を配置することが好ましい。【００１４】
また、断面略Ｃ字状の長尺な成形品を製造する場合に、本発明の資材配置ステップでは、断面略Ｃ字状に配置される繊維基材の幅方向における繊維基材の両側の端部にそれぞれ、吸引媒体および樹脂バリア通気媒体を配置することが好ましい。
さらに、資材配置ステップでは、幅方向における繊維基材の中央部に、注入部としての注入チャンネルを配置することが好ましい。【００１５】
またさらに、資材配置ステップでは、断面略Ｃ字状に配置される繊維基材の内周側に注入チャンネルを、繊維基材の端部の外周側に吸引媒体をそれぞれ配置することが好ましい。【００１６】
本発明の繊維強化樹脂成形品の製造方法において、含浸ステップでは、吸引媒体が内包されている樹脂バリア通気媒体と成形型との間の空間から吸引部を用いて吸引することが好ましい。【００１７】
本発明の繊維強化樹脂成形品の製造方法において、資材配置ステップでは、樹脂バリア通気媒体の端部と成形型との間の隙間を封止することが好ましい。【００１８】
本発明の繊維強化樹脂成形品の製造方法により、航空機の部材に用いられる成形品を製造することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、樹脂バリア通気媒体により吸引媒体が覆われているため、吸引媒体を樹脂が先回りすることに起因する未含浸リスクを低減できる。
その上、樹脂バリア通気媒体により吸引媒体に樹脂が入ることが阻害されていることで、吸引に必要なポンプの低能力化および吸引系統の簡素化を実現できるため、コストダウンできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る製造方法により得られる繊維強化樹脂成形品を示す斜視図である。
【図２】図１に示す繊維強化樹脂成形品を製造するために用いられる成形型および資材を示す図である。
【図３】図２に示す成形型および資材を上方から示す平面図である。
【図４】（ａ）は、図２の部分拡大図である。図４（ａ）ではバッグ用フィルム等の図示を省略している。（ｂ）は、樹脂バリア通気媒体の変形例であり、（ｃ）は、図４（ｂ）のさらなる変形例である。
【図５】繊維強化樹脂成形品の製造方法の手順を示す図である。
【図６】吸引媒体および樹脂バリア通気媒体による作用を説明するための図である。
【図７】本発明の変形例を示す図である。
【図８】（ａ）は、繊維強化樹脂成形品を製造するために用いられる成形型および資材の例を示す図である。（ｂ）は、繊維基材の端部が樹脂に含浸されるのに先立ち、吸引媒体を通って樹脂が流れる（先回り）現象を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態では、ＶａＲＴＭ（Vacuum assisted Resin Transfer Molding；真空補助樹脂注入成形）法を用いて、繊維強化樹脂からなる成形品（図１）を得る。
【００２２】
図１に示す成形品１は、略Ｃ字状の横断面を有する長尺状の部材であり、全体としてチャンネル状に形成される。
成形品１は、ウェブ１０と、ウェブ１０に対して同じ向きに屈曲した一対のフランジ１１，１２とから一体に構成されている。
以下では、一方のフランジ１１の端部と他方のフランジ１２の端部とを結ぶ方向のことを幅方向Ｄ１と称する。
成形品１は、例えば、航空機の尾翼の構造部材として用いることができる。尾翼の構造部材である桁（spar）として用いられる成形品１は、長さ方向の一端側から他端側に向かうにつれて次第にウェブ１０の幅が拡大するように形成されている。
【００２３】
成形品１を構成する繊維強化樹脂（Fiber-Reinforced Plastics）は、強化繊維からなる繊維基材を樹脂に含浸し、樹脂を硬化させることで繊維基材と樹脂とが一体化されたものである。
繊維基材は、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維から形成されている。強化繊維からなる単一のシート（織物等）から、あるいは強化繊維からなるシートを積層することで繊維基材を構成することができる。
繊維基材を含浸させる樹脂（マトリクス樹脂）としては、エポキシ、ポリイミド、ポリウレタン、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂を用いることができる。あるいは、ナイロン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン樹脂）等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。
【００２４】
図２は、成形品１の製造に用いられる成形装置の構成を示している。この図２を参照し、成形装置を構成する成形型２０や種々の資材について説明する。
成形品１の成形には、繊維基材１０１が配置される成形型２０と、繊維基材１０１を成形型２０の表面に押さえるプレート２１，２３，２４と、バッグ用フィルム３１とが用いられる。
成形型２０に形成された溝の底部２０Ａと、底部２０Ａの幅方向Ｄ１両側から立ち上がる壁部２０Ｂ，２０Ｃにそれぞれ沿うように、繊維基材１０１が断面略Ｃ字状に配置される。
繊維基材１０１は、例えば数十層以上の積層されたプライから構成されている。繊維基材１０１は、平坦な状態のものを壁部２０Ｂ，２０Ｃの基端でそれぞれ折り曲げて成形型２０に配置することができる。あるいは、予め断面略Ｃ字状に形状が賦与された繊維基材１０１を成形型２０に配置することができる。
【００２５】
プレート２１，２３，２４は、繊維基材１０１を成形型２０に押さえる。
プレート２１は、繊維基材１０１の底部２０Ａに配置された部分に対応している。底部２０Ａの幅方向Ｄ１の中央部に、プレート２１の中央に位置するスリット状の間隙２１２が存在している。間隙２１２は、図２の紙面に直交する方向に連続している。
プレート２３は、繊維基材１０１の壁部２０Ｂに配置された部分に対応し、プレート２４は、繊維基材１０１の壁部２０Ｃに配置された部分に対応している。
繊維基材１０１、成形型２０、およびプレート２１，２３，２４は、底部２０Ａの幅方向Ｄ１の中心部に対して左右対称に構成されている。但し、成形品１の形状によってはこの限りではなく、プレート２１，２３，２４が中心部に対して非対称に構成されることも許容される。
【００２６】
成形品１の製造に用いられる資材として、バッグ用フィルム３１と、シーラント３２と、注入チャンネル３３と、樹脂を分散あるいは拡散させるメディア３４（またはブリーザー）と、ピールプライ３５と、吸引媒体３６と、樹脂バリア通気媒体３７とをそれぞれ説明する。この他にも適宜な資材を成形品１の製造に用いることができる。
【００２７】
バッグ用フィルム３１は、成形型２０との間に減圧されるキャビティＣを形成する。バッグ用フィルム３１は、成形型２０と共に、繊維強化樹脂を成形する型として機能する。
バッグ用フィルム３１は、図２および図３に示すように、繊維基材１０１およびプレート２１，２３，２４の全体と、繊維基材１０１の周囲に位置する成形型２０の所定範囲を覆っている。環状に配置されたシーラント３２により、バッグ用フィルムの外周縁部と成形型２０の表面との間が封止されることで、キャビティＣ内の気密が確保される。
【００２８】
Ｃ字状の注入チャンネル３３は、樹脂の注入経路である。図２および図３に示すように、注入チャンネル３３は、プレート２１の間の間隙２１２に沿って、逆さＵ字の向きでプレート２１上に設置されている。注入チャンネル３３は、繊維基材１０１の幅方向Ｄ１と直交する方向の全体に亘り延びていることが好ましい。
注入チャンネル３３の入口端部３３１は、チューブや配管、バルブ等を含む注入路１５１によって液状の樹脂の供給源１５に接続されている。注入チャンネル３３の出口端部３３２は、入口端部３３１から出口端部３３２へと向かう樹脂の流れを作るため、真空ポンプ１６により吸引されることが好ましい。なお、真空ポンプ１６は省略することができる。
注入チャンネル３３の内側は、間隙２１２と、バッグ用フィルム３１に幅方向Ｄ１と直交する方向に沿って形成されたスリット３１１とを介してキャビティＣ内に連通している。
【００２９】
メディア３４は、図２に示すように、バッグ用フィルム３１の内側で、繊維基材１０１の内周部に沿って配置されている。メディア３４は、注入チャンネル３３からキャビティＣ内へと注入された樹脂の経路となって樹脂を分散させる。メディア３４は、底部２０Ａに配置された繊維基材１０１の部分と、壁部２０Ｂ，２０Ｃに配置された繊維基材１０１の部分とにそれぞれ対応している。
メディア３４は、繊維基材１０１と比べて樹脂の流動に与える抵抗が非常に小さいメッシュ状の部材や織物、不織布等である。そのため、キャビティＣ内に注入された樹脂がメディア３４を面内方向に容易に流れる。樹脂は、メディア３４により繊維基材１０１の面内方向に分散されつつ、キャビティＣ内の減圧に伴って加圧されることで繊維基材１０１に含浸される。
【００３０】
メディア３４と繊維基材１０１との間には、繊維基材１０１からの剥離が容易なピールプライ３５（図２）を介在させることが好ましい。ピールプライ３５は、樹脂の通過を許容する。そのため、メディア３４を流れる樹脂がピールプライ３５を通り繊維基材１０１に含浸される。
メディア３４を成形品１に残存させる場合は、ピールプライ３５を省略することができる。
【００３１】
長尺で断面略Ｃ字状の成形品１を得るため、キャビティＣ内に注入された樹脂を繊維基材１０１の長さ方向にも幅方向Ｄ１にも流動させて繊維基材１０１の全体に行き渡らせる必要がある。特に、ウェブ１０に対して屈曲しているフランジ１１，１２の端部に対応する繊維基材１０１の端部１０１Ａ，１０１Ｂにまで樹脂を含浸させることが難しい。
そこで、樹脂の流れの主幹線として長さ方向に沿った注入チャンネル３３を繊維基材１０１の内周側で幅方向Ｄ１の中心部に設ける。そして、その中心部から幅方向Ｄ１に離れた、繊維基材１０１の幅方向Ｄ１の両端部１０１Ａ，１０１Ｂにおける外周側で真空ポンプ１７Ａ，１７Ｂ（図３）により吸引（脱気）する。これにより、主幹線（３３）を長さ方向に流れつつ、繊維基材１０１の内周側から端部１０１Ａ，１０１Ｂの外周側へと向かう樹脂の流れを作り出すことが好ましい。
【００３２】
ここで、注入された樹脂を端部１０１Ａ，１０１Ｂまで導き、端部１０１Ａ，１０１Ｂの裏側の部分（外周部）まで含浸させるために、図２に示すように、吸引媒体３６を端部１０１Ａ，１０１Ｂの裏側にそれぞれ配置する。繊維基材１０１の長さ方向の全体に亘って端部１０１Ａ，１０１Ｂに確実に樹脂を含浸させるため、吸引媒体３６を繊維基材１０１の長さ方向の全体に亘り配置することが好ましい。
【００３３】
吸引媒体３６は、図４に示すように、端部１０１Ａの裏面と、成形型２０の壁部２０Ｂとの間に配置されるとともに、真空ポンプ１７Ａ（図３）に接続される吸引ノズル１７１Ａに連通している。
成形型２０の壁部２０Ｃ（図２）と、端部１０１Ｂとの間にも、同様に吸引媒体３６が配置されている。吸引媒体３６は、真空ポンプ１７Ｂ（図３）に接続される吸引ノズル１７１Ｂに連通している。
ここで、キャビティＣ内に位置する吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂの開口は、吸引媒体３６と連通する吸引部として機能する。これは、吸引部のあくまで一例である。キャビティＣ内を外部から吸引可能な吸引口として機能する限り、例えば、樹脂バリア通気媒体３７とバッグ用フィルム３１に設けられた適宜なバルブや開口部等をも、吸引部として用いることができる。
【００３４】
吸引媒体３６は、端部１０１Ａ，１０１Ｂの裏側を吸引するために必要な気体の経路を確保する。
吸引媒体３６は、メディア３４と同様に、メッシュ状の部材や織物、不織布等であり、樹脂の流動に与える抵抗が繊維基材１０１と比べると非常に小さい。そのため、吸引媒体３６に入った樹脂は流れ易い。
【００３５】
本実施形態は、注入された樹脂を含浸させるのが難しい端部１０１Ａ，１０１Ｂと成形型２０との間に、吸引媒体３６と樹脂バリア通気媒体３７とを配置することを主要な特徴としている。
樹脂バリア通気媒体３７（図２、図４）は、端部１０１Ａと吸引媒体３６との間、端部１０１Ｂと吸引媒体３６との間にそれぞれ配置されている。
樹脂バリア通気媒体３７は、樹脂の通過を阻害し、かつ、吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂから吸引媒体３６を通じて吸引するために必要な通気性が確保されている。樹脂バリア通気媒体３７として、液状の樹脂の分子よりも小さく、キャビティＣ内の空気や樹脂から揮発したガスの分子よりも大きい開口を有する膜を用いることができる。樹脂バリア通気媒体３７には、そういった膜と、膜の支持層や保護層とが積層されたものを用いることが好ましい。
【００３６】
吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７は、壁部２０Ｂに段差２０Ｆが形成されていれば段差２０Ｆの内側に配置することができる。あるいは、吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７は、平坦な壁部２０Ｃに沿って配置することもできる。
【００３７】
樹脂バリア通気媒体３７としては、微多孔質のシートや樹脂フィルム、紙や布などに微多孔膜をコーティングした基材等、気体は通すが、樹脂を通さないものであれば、どのようなものでも使用することができる。また、樹脂バリア通気媒体３７としては、表面の平滑性があるものの方が、成形品の表面品位を良いものにすることができる。また、樹脂バリア通気媒体３７には、離型性があることが望ましいが、場合によっては樹脂バリア通気媒体３７を成形品１と一体化させることも可能である。
【００３８】
樹脂バリア通気媒体３７は、厚み方向への気体の通過が可能である。しかし、樹脂バリア通気媒体３７は、吸引媒体３６よりも組成が密であることから、仮に、吸引媒体３６が存在しないとすると、樹脂バリア通気媒体３７が成形型２０の表面に密着する。そうすると、樹脂バリア通気媒体３７の通気性は発揮されず、端部１０１Ａ，１０１Ｂの裏側と吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂとの間の通気が確保できないので、端部１０１Ａ，１０１Ｂの裏側からの吸引ができない。
吸引媒体３６は、樹脂バリア通気媒体３７よりも組成が粗いことから、成形型２０に接触していても密着はせず、端部１０１Ａ，１０１Ｂから吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂへの通気を確保する。
【００３９】
つまり、樹脂バリア通気媒体３７単体ではなく、成形型２０に配置された吸引媒体３６に、樹脂バリア通気媒体３７を積層することにより、端部１０１Ａ，１０１Ｂの裏側から吸引媒体３６を通じて吸引するために必要な通気を確保できる。また、吸引媒体３６に、樹脂バリア通気媒体３７を積層することにより、注入された樹脂が吸引媒体３６に入るのを樹脂バリア通気媒体３７により防ぐことができる。図８（ｂ）を参照して説明したように、吸引媒体３６の樹脂流動抵抗は小さい。そのため、吸引媒体３６の一部にでも樹脂が入ると、繊維基材１０１の端部１０１Ａ，１０１Ｂの任意の部位（例えば、Ｐ）に樹脂が到達するのに先立ち、部位Ｐに向かう樹脂の進行方向前方に位置する吸引媒体３６の部位Ｐ´に樹脂が回り込む可能性がある。このように樹脂が先回りすることで、部位Ｐへの樹脂の含浸が妨げられて未含浸領域Ｕが出来るのを避けるため、樹脂バリア通気媒体３７により、吸引媒体３６を全面的に覆っている。
【００４０】
樹脂バリア通気媒体３７により吸引媒体３６への樹脂の流入が阻害されている。そのため、吸引媒体３６を通じて吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂから吸引する真空ポンプ１７Ａ，１７Ｂに要求される吸引能力が、繊維基材１０１から樹脂バリア通気媒体３７を介さずに吸引媒体３６へと樹脂がそのまま入る場合に比べて低い。そのため、吸引媒体３６を通じて吸引するために必要な構造が図８（ａ）に示す参考例と比べて簡素化されている。
なお、樹脂バリア通気媒体３７は、図４（ｂ）に示すようにチューブ状の構造であってもよい。また、図４（ｃ）に示すように、チューブ状の構造の樹脂バリア通気媒体３７の端部をヒートシームで加工してもよい。
【００４１】
以下、吸引媒体３６を通じた吸引に関する構成について説明する。
吸引媒体３６は、図４に示すように、成形型２０の壁部２０Ｂから、吸引ノズル１７１Ａが設置される成形型２０の土手２０Ｄに沿って延在している。土手２０Ｄに配置された吸引媒体３６の領域３６１上の所定の箇所に、図３に示すように、吸引ノズル１７１Ａが配置されている。
【００４２】
吸引媒体３６と同様に、樹脂バリア通気媒体３７も、成形型２０の壁部２０Ｂから、吸引ノズル１７１Ａが設置される成形型２０の土手２０Ｄに沿って延在している。土手２０Ｄに配置された樹脂バリア通気媒体３７の領域３７１は、吸引ノズル１７１Ａの上に配置されている。つまり、樹脂バリア通気媒体３７と吸引媒体３６との間に吸引ノズル１７１Ａが挟まれている。
樹脂バリア通気媒体３７により樹脂の流入が防止されているので、吸引ノズル１７１Ａを通じて真空ポンプ１７Ａにより気体のみを吸引することができる。樹脂バリア通気媒体３７の端部を長さ方向に沿って固定するテープ３８（図４）等によって、成形型２０と樹脂バリア通気媒体３７の端部との間の隙間は封止されている。そうすると、吸引媒体３６が内包されている樹脂バリア通気媒体３７と成形型２０との間の細長い空間から、吸引ノズル１７１Ａにより効率よく吸引することができる。
なお、吸引ノズル１７１Ａは必ずしも吸引媒体３６の上に配置する必要はなく、吸引媒体３６の下に配置することもできる。吸引ノズル１７１Ａと吸引媒体３６とが連通しており、吸引媒体３６を通じて吸引ノズル１７１Ａから吸引できる限り、吸引ノズル１７１Ａの位置は問わない。
【００４３】
成形型２０の壁部２０Ｃ（図２）に配置される吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７も、同様に、成形型２０の土手２０Ｅ（図２）に沿って延在している。土手２０Ｅ上に、吸引媒体３６、吸引ノズル１７１Ｂ、および樹脂バリア通気媒体３７が配置されている。
【００４４】
本実施形態では、吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂに個別にポンプが用意されている。図３に示すように、吸引ノズル１７１Ａに真空ポンプ１７Ａが接続され、吸引ノズル１７１Ｂに真空ポンプ１７Ｂが接続されている。なお、吸引ノズル１７１Ａと吸引ノズル１７１Ｂとが同じポンプに接続されていてもよい。
吸引ノズル１７１Ａは、吸引媒体３６の長さ方向における一箇所に配置されている。吸引ノズル１７１Ｂも同様である。
吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂは、吸引媒体３６の長さ方向の端部に配置されていてもよい。吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂを吸引媒体３６の長さ方向の一端部に配置する場合は、ノズルの吸引口を他端部に向けるとよい。
【００４５】
図４（本実施形態）では、樹脂を吸引する場合に用いるポンプと比べて吸引能力の低いポンプ１７Ａ，１７Ｂにより吸引媒体３６を通じて気体のみを吸引すれば足りる。そのため、図８（ａ）に示す樹脂吸引チャンネル４７やショートパス防止用のフィルム４８が必要なく、長さ方向において複数の吸引系統に分割する必要もない。
したがって、本実施形態によれば、図８に示す参考例とは違って、系統毎の樹脂吸引チャンネル４７やチューブにより吸引系統が複雑となることなく、吸引系統を簡素な構造にすることができる。本実施形態によれば、ポンプ１７Ａ，１７Ｂの必要能力が低いことによるコストダウンに加えて、吸引に必要な資材構造の簡素化によっても大幅にコストダウンできる。
【００４６】
なお、予備的に、吸引媒体３６の長さ方向における数カ所に吸引ノズル１７１Ａを配置することも許容される。これら複数の吸引ノズル１７１Ａを同じポンプ１７Ａに接続することができる。同様に、吸引ノズル１７１Ｂも、予備的に、吸引媒体３６の長さ方向における数カ所に配置することが許容される。
【００４７】
以下、成形品１を得る製造方法の手順の一例（図５）について説明する。
まず、製造に用いる資材を成形型２０に配置する（資材配置ステップＳ１）。以下では、各資材を配置する手順の一例を説明する。各資材を配置する順序は特に問わない。
ここでは、成形型２０の壁部２０Ｂと土手２０Ｄ（図２）に沿って吸引媒体３６を設置し、その上に樹脂バリア通気媒体３７を重ねる（ステップＳ１１）。その状態で樹脂バリア通気媒体３７の下端をテープ３８等で壁部２０Ｂに固定する。
【００４８】
次に、繊維基材１０１を成形型２０の内側に断面略Ｃ字状に配置し、繊維基材１０１の内周部にピールプライ３５およびメディア３４を積層する（ステップＳ１２）。なお、先に繊維基材１０１を成形型２０に配置した後、繊維基材１０１と成形型２０の壁部２０Ｂ，２０Ｃとの間に吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７を挿入することもできる。なお、ステップＳ１１とステップＳ１２の順番は入れ替えてもよい。
【００４９】
さらに、吸引ノズル１７１Ａ，１７１Ｂや真空ポンプ１７Ａ，１７Ｂ等の吸引系統を設置する（ステップＳ１３）。土手２０Ｄ上に配置されている吸引媒体３６と樹脂バリア通気媒体３７との間に吸引ノズル１７１Ａ（図３）を配置したならば、テープ３８等で樹脂バリア通気媒体３７を土手２０Ｄに固定する。同様に、土手２０Ｅ上に配置されている吸引媒体３６と樹脂バリア通気媒体３７との間にも吸引ノズル１７１Ｂ（図３）を配置する。吸引系統の構造が簡素であるため、吸引系統を容易に設置できる。
【００５０】
続いて、バッグ用フィルム３１の上からプレート２１，２３，２４により繊維基材１０１を成形型２０に押さえる（ステップＳ１４）。
そして、バッグ用フィルム３１（図２、図３）により繊維基材１０１およびプレート２１，２３，２４と、吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７との全体を覆い、バッグ用フィルム３１の外周部と成形型２０との間の隙間をシーラント３２により密封する（ステップＳ１５）。このバッグ用フィルム３１と成形型２０との間に、減圧されるキャビティＣが形成される。キャビティＣ内に、繊維基材１０１、プレート２１，２３，２４、吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７が配置されることとなる。
【００５１】
次いで、プレート２１の間の間隙２１２に沿って注入チャンネル３３を配置し、チューブや配管（注入路１５１）により注入チャンネル３３を樹脂供給源１５に接続する。
【００５２】
以上により、資材の配置を完了したならば、真空ポンプ１７Ａ，１７Ｂを作動させて吸引を開始する。そして、キャビティＣ内が所定の真空度にまで減圧されたならば、樹脂の注入を開始して繊維基材１０１に樹脂を含浸させる（含浸ステップＳ２）。注入路１５１に設けられている図示しないバルブを開くことにより、樹脂供給源１５から注入チャンネル３３に樹脂を供給することができる。樹脂は、注入チャンネル３３を流れながら、大気に対して減圧されたキャビティＣ内へと注入チャンネル３３から注入される。
ポンプ１７Ａ，１７Ｂによる吸引は、含浸ステップＳ２と、次の硬化ステップＳ３を通じて行うことが好ましい。
マトリクス樹脂として熱可塑性樹脂が用いられる場合は、含浸ステップＳ２は加熱雰囲気下で行う。
【００５３】
図６は、キャビティＣ内における樹脂の流動の様子を矢印で模式的に示している。樹脂は、注入チャンネル３３を長さ方向に流れつつ、キャビティＣ内に入り、メディア３４（図２）により幅方向Ｄ１にも拡がりながら、吸引媒体３６が位置する端部１０１Ａ，１０１Ｂに向けて流れる過程で、繊維基材１０１に含浸される。
ここで、樹脂バリア通気媒体３７により吸引媒体３６に樹脂が入ることが阻害されている。そのため、端部１０１Ａ，１０１Ｂが樹脂に含浸される速度よりも速く吸引媒体３６を長さ方向に樹脂が流れる先回りの現象が生じない。
したがって、端部１０１Ａ，１０１Ｂに未含浸領域を残すことなく、繊維基材１０１の全体に亘り樹脂を均一に含浸させることができる（以上、含浸ステップＳ２）。
【００５４】
次に、繊維基材１０１に含浸された樹脂を硬化させる（硬化ステップＳ３）。マトリクス樹脂として熱硬化性樹脂が用いられている場合は、樹脂に含浸された繊維基材１０１を加熱することで樹脂を硬化させる。マトリクス樹脂として熱可塑性樹脂が用いられている場合は、常温で樹脂が硬化するのを待つことができる。
加熱方法としては、例えば、樹脂に含浸された繊維基材１０１を成形型２０に配置された状態のままオーブンに入れて、加熱する。あるいは、ヒーターマットやドライヤー等を用いて加熱することにより、樹脂を硬化させることも可能である。
硬化する間にも、ポンプ１７Ａ，１７Ｂを作動させることにより、硬化する間に樹脂から揮発したガスを吸引できる。これにより、ボイドの発生を防止できる。また、繊維基材１０１が十分に加圧されることで緻密化される。
【００５５】
樹脂が硬化することで、樹脂と繊維基材１０１とが一体化した繊維強化樹脂が成形される。最後に、成形型２０から離型することにより、繊維強化樹脂からなる成形品を得ることができる（離型ステップＳ４）。
【００５６】
以上で説明した本実施形態の製造方法によれば、吸引媒体３６を覆う樹脂バリア通気媒体３７を用いることにより、吸引媒体３６を通じた樹脂の先回りに起因する未含浸のリスクを低減することができる。
しかも、樹脂バリア通気媒体３７により吸引媒体３６への樹脂の流入が阻害されていることで、吸引媒体３６に入った樹脂を除去するための複雑な構成が不要となる。これにより、大幅なコストダウンを実現できる。
【００５７】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択することや、他の構成に適宜変更することが可能である。
上記実施形態では、断面略Ｃ字状に配置された繊維基材１０１の内周側に注入チャンネル３３が配置され、繊維基材１０１の外周部に吸引媒体３６が配置されているが、これとは逆に構成することもできる。例えば、図７に示すように、断面矩形状で上向きに凸となる成形型２０に対して、下から順に、繊維基材１０１、ピールプライ３５、メディア３４、プレート２１を積層して配置する。このとき、プレート２１の中央部に注入チャンネル３３を配置し、それらの外側から全体をバッグ用フィルム３１で被覆する。また、バッグ用フィルム３１の外周縁部と成形型２０の間はシーラント３２で封止する。また、繊維基材１０１の端部の内周側にそれぞれ吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７を配置する。吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７の端部は長さ方向に沿ってテープ３８で固定される。なお、図中上側の吸引媒体３６の端部も長さ方向に沿ってテープ３８でカバーしてもよい。
そして、成形型２０の内周側から吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７を介して繊維基材１０１の端部から吸引しつつ、繊維基材１０１の上面中央部に位置する注入チャンネル３３（溝）から樹脂を注入する。これにより、注入樹脂を繊維基材１０１の端部に十分に含浸させることができる。
【００５８】
本発明により製造される成形品の形状は、断面略Ｃ字状には限定されず、平板状や断面Ｌ字状、その他の種々形状の成形品に本発明を適用することができる。本発明は、特に、断面Ｌ字状、断面略Ｃ字状等、屈曲した形状の成形品の製造に有利である。そういった形状の場合、注入部が設定される平坦な部分に対して屈曲した部分へと樹脂が流れ難いためである。樹脂が到達し難い屈曲部の端部に、吸引媒体３６および樹脂バリア通気媒体３７を配置すればよい。
本発明は、成形品の形状を問わず、例えば、屈曲した部分の端部等、含浸が困難であるため吸引媒体３６を配置して吸引部から吸引している構成において、吸引媒体３６に樹脂が入る先回りに起因する未含浸のリスクがある場合に、その未含浸リスクを低減するために適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１        成形品
１０      ウェブ
１１，１２      フランジ
１５      樹脂供給源
１６      真空ポンプ
１７Ａ，１７Ｂ      真空ポンプ
２０      成形型
２０Ａ    底部
２０Ｂ，２０Ｃ      壁部
２０Ｄ，２０Ｅ      土手
２０Ｆ    段差
２１，２３，２４      プレート
３１      バッグ用フィルム
３２      シーラント
３３      注入チャンネル（注入部）
３４      メディア
３５      ピールプライ
３６      吸引媒体
３７      樹脂バリア通気媒体
３８      テープ
４１      成形型
４２      繊維基材
４２Ａ    端部
４４      注入チャンネル
４５      メディア
４６      吸引媒体
４７      樹脂吸引チャンネル
４８      フィルム
１０１    繊維基材
１０１Ａ，１０１Ｂ      端部
１５１    注入路
１７１Ａ，１７１Ｂ      吸引ノズル（吸引部）
２１２    間隙
３１１    スリット
３３１    入口端部
３３２    出口端部
３６１    領域
３７１    領域
４３１，４３２      プレート
Ｃ        キャビティ
Ｄ１      幅方向
Ｐ        部位
Ｓ１      資材配置ステップ
Ｓ２      含浸ステップ
Ｓ３      硬化ステップ
Ｓ４      離型ステップ
Ｕ        未含浸領域
【図１】
0006758385.tif 000002
【図２】
0006758385.tif 000003
【図３】
0006758385.tif 000004
【図４】
0006758385.tif 000005
【図５】
0006758385.tif 000006
【図６】
0006758385.tif 000007
【図７】
0006758385.tif 000008
【図８】
0006758385.tif 000009