(57)【要約】【課題】開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法において、コア材の環境要因による劣化を防ぐことができる、軽量かつ高強度・高剛性な開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法を提供することにある。【解決手段】コア材に開口部を設け、該開口部内側に樹脂注入ラインを配置すると共に、コア材に前記樹脂注入ラインから放射状に溝を設ける【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に溝を有するコア材と強化繊維基材を成形型に配置し、全体をバッグ基材で覆い、バック基材で覆われた内部を真空状態にした後、樹脂を注入し、コア材の溝を樹脂流路として強化繊維基材に樹脂を含浸させる繊維強化プラスチックパネルの製造方法であって、コア材に開口部を設け、該開口部内側に樹脂注入ラインを配置すると共に、コア材に前記樹脂注入ラインから放射状に溝を設けることを特徴とする開口部を有する繊維強化プラスチックパネルの製造方法。
【請求項２】
コア材として発泡体を用いる請求項１に記載の開口部を有する繊維強化プラスチックパネルの製造方法。
【請求項３】
樹脂としてフェノール樹脂を用いる請求項１または２に記載の開口部を有する繊維強化プラスチックパネルの製造方法。
【請求項４】
強化繊維基材に炭素繊維を用いる請求項１〜３のいずれかに記載の開口部を有する繊維強化プラスチックパネルの製造方法。
【請求項５】
請求項1〜４のいずれかによって製造された開口部を有する繊維強化プラスチックパネルを具備することを特徴とする繊維強化プラスチック製ドア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部を有する繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと略記する場合もある）パネルの製造方法および開口部を有するＦＲＰパネルに関し、特に樹脂を強化繊維基材およびコア材表面に効率良く、均一に含浸させることのできる、軽量かつ高強度・高剛性な開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法、およびその製造方法により作製した開口部を有するＦＲＰパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰサンドイッチパネルＲＴＭ成形法による製造方法では、成形型の上に、強化繊維基材およびコア材を配置し、全体をバグ基材で覆い、内部を真空状態にし、バッグ基材内の強化繊維基材およびコア材に樹脂を含浸することによりＦＲＰサンドイッチパネルが成形される。（例えば特許文献１）
コア材に強化繊維基材を配置し、樹脂を注入して強化繊維基材に含浸させてＦＲＰパネルを成形するに際し、コア材に溝や貫通穴を設け、また樹脂拡散媒体を配置するなどにより、該溝や貫通穴および樹脂拡散媒体を通して樹脂を拡散させ強化繊維基材に含浸させるようにした製造方法が用いられている。上記製造方法を用いて、開口部を有するＦＲＰパネルを製造する際には、成形型そのものに開口部形状を設ける、もしくは開口部となる部分に、置き子等を配置することにより製造する手段が取られている。しかし、成形型に開口部形状を設けたり、開口部に用いる置き子を作製することによりコストが高いものとなる。また、開口部においてコア材が温度や湿度等の環境要因により劣化することを防ぐため、端部を強化繊維基材同士で貼り合わせる方法や、予めコア材に強化繊維基材等をラップするなどしてから樹脂を含浸させる方法が用いられるが、強化繊維基材同士の界面で剥離が生じやすい問題や、材料および作業工程の増加による重量およびコストの増加の問題が発生する。
【特許文献１】特開２００１−２６０２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、樹脂を強化繊維基材およびコア材表面に効率良く、含浸させることにより、コア材の環境要因による劣化を防ぐことができる、軽量かつ高強度・高剛性な開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法および該製造方法によって作製された開口部を有するＦＲＰパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明に係る開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法は少なくとも片面に溝を有するコア材と強化繊維基材を成形型に配置し、全体をバッグ基材で覆い、バック基材で覆われた内部を真空状態にした後、樹脂を注入し、コア材の溝を樹脂流路として強化繊維基材に樹脂を含浸させるＦＲＰパネルの製造方法であって、コア材に開口部を設け、該開口部内側に樹脂注入ラインを配置すると共に、コア材に前記樹脂注入ラインから放射状に溝を設けることを特徴とすることからなる。
【０００５】
この開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法においては、開口部内側に設けられた樹脂注入ラインより樹脂が注入されるため、強化繊維基材が配置されていないコア材表面にも樹脂が含浸されるためコア材が環境要因により劣化することもなく、また開口部形状を有する成形型や開口部に配置する置き子も必要なく、低コストで軽量かつ高強度・高剛性な開口部を有するＦＲＰパネルを製造することが可能である。
【０００６】
上記に用いるコア材としては軽量化の観点から、発泡体であることが好ましい。
【０００７】
また航空機や鉄道において不燃性材料として用いられるフェノール樹脂である場合、樹脂の粘度が少々高くても、本製造方法を用いることにより樹脂を強化繊維基材およびコア材表面に効率良く、含浸させることができる。強化繊維基材としては高い強度と剛性および軽量性を発揮できる炭素繊維を用いることが好ましい。また、本製造方法により得られた開口部を有するＦＲＰパネルは軽量かつ高強度・高剛性であり、かつ低コストで製造が可能であるため、航空機、鉄道や自動車などのドアに用いることが好ましい
【発明の効果】
【０００８】
本発明の開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法によれば、強化繊維基材およびコア材の強化繊維基材を配置していない部分の表面にも樹脂が均一に効率よく含浸するようにしたので、開口部に対応する形状を有する成形型や、置き子の作製、またコア材の環境要因による劣化を防止する特別な策を取らずに、コア材が劣化しない、軽量かつ高強度・高剛性な開口部を有するＦＲＰパネルを安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
まず、本発明の成形方法において対象とする開口部を有するＦＲＰパネルとは、コア材、該コア材表面に含浸された樹脂および該コア材に配置されたＦＲＰ板とを有するものである。
【００１１】
このＦＲＰ板とは強化繊維基材と樹脂を含む複合材料である。
【００１２】
強化繊維基材を構成する強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維等の通常の強化繊維基材に用いる材料が使用でき、それらを組み合わせて用いることも可能である。中でも軽量化効果を最大限に発揮できる炭素繊維が好ましい。強化繊維基材の形態としては、織物、マット、ストランド、ロービングを単独あるいは混合して使用することが好ましい。
【００１３】
ＦＲＰ板を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が成形性およびコストの点で好ましい。また、不燃性の観点から特に、フェノール樹脂を用いることが好ましい。
【００１４】
コア材としては発泡体や木材等を使用できるが、軽量化の点で発泡体が好ましい。発泡体の材質としては、塩化ビニル、アクリル、フェノール、ウレタンおよびポリスチレン製のフォームコア材等を用いることができる。
【００１５】
本発明に用いられるコア材の溝パターン例を図１および図２に示す。コア材の開口部とは図１に示すように、開口部３の外周がコア材１によって全周囲まれており、その条件を満たせばどの位置にあっても良い。また開口部３の形状は円、楕円、長方形、多角形等どんな形状であっても良い。
【００１６】
図１においてはコア材１の開口部３にある樹脂注入ライン位置４に対して放射状の溝２が設けられている。本発明において、放射状とは樹脂注入ライン端部の点を中心とした半円上の点における放線方向および、樹脂注入ラインの端点以外の点からは、樹脂注入ラインに対して垂直な方向を意味する。また樹脂注入ラインに対して、部分的に平行な溝があっても、少なくとも上記放射状の溝を有すれば、放射状というものとする。溝パターンとしは図２に示すように、放射状の溝２と該放射状の溝に対して垂直および水平な溝５と組み合わせても良く、溝パターンの最適化は製造すべきＦＲＰパネルに応じて適宜決めればよい。
【００１７】
図３および図４には、本発明の一実施態様に係る開口部を有するＦＲＰの製造方法を実施するための装置の概略構成を示している。図３はコア材３１の両面に強化繊維基材７を配置しているいわゆるサンドイッチ構造の場合、図４はコア材４１の片面に強化繊維基材７を配置したいわゆるカナッペ構造の場合である。
【００１８】
図３および４において、６は成形型を示しており、成形型６にそれぞれ両面に溝を有するコア材３１および片面に溝を有するコア材４１が配置され、コア材の表面上に強化繊維基材７が配置される。強化繊維基材は必要に応じて、適宜、複数枚積層される。コア材３１および４１には、それぞれ図１および図２に示した溝が強化繊維基材７を配置する側の表面に設けられている。成形型６上にコア材３１および４１と強化繊維基材７を配置した状態にて、樹脂注入ライン８をコア材３１および４１の開口部３に配置し、、その全体をバグ基材９覆う。前記バグ基材９の外周部と成形型６との間には内部を真空状態にできるように、シール材１０を配置する。バグ基材としては、例えば、ナイロンフィルムやポリオレフィンフィルム等を使用できる。特にフェノール樹脂を用いる場合は硬化剤が強酸であるため、ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましい。内部は真空チューブ１３を介して、吸引口１２を通して真空状態にする。吸引は、図示を省略した真空ポンプにより行われる。樹脂注入ライン８および樹脂注入口１１の位置および数は開口部３内の範囲内であれば適宜変更できる。真空チューブおよび吸引口についても同様に変更可能である。
【００１９】
また本図による実施様態では強化繊維基材７とコア材３１および４１をそれぞれ直接バグ基材で覆うようにしたが、必要に応じて、間に成形後に剥離されメディア等の樹脂拡散媒体や離型資材（図示略）を介装してもよい。樹脂拡散媒体を用いることにより、より効率的に樹脂を強化繊維基材に含浸させることができ、かかるメディアとしては、例えばポリプロピレンメッシュ等を使用できる。
【００２０】
上記実施様態では、バグ基材９自身が離型資材の機能を備えている。必要に応じて設ける離型資材とは、脱型のために用いるものであり、例えば、樹脂は通過できるが硬化後に剥がされＦＲＰパネルから取り除くことが可能なナイロンタフタ織物シートを使用できる。
さらに、バッグ基材と強化繊維基材７の間に、ＦＲＰパネルの平滑性向上のため金属板等の剛性板を配置してもよい。
【００２１】
注入された樹脂はコア材３１および４１に設けられた放射状の溝２および２に対して垂直および水平な溝５を介して、強化繊維基材７の面方向に拡散されつつ、厚み方向にも含浸される。その際、同時にコア材３１および４１において、強化繊維基材が配置されていない部分の表面にも樹脂が含浸される。含浸された樹脂は常温下もしくは加熱によって硬化され、開口部を有するＦＲＰパネルが一発成形される。
【００２２】
上記成形においては成形型に開口部形状を設けること、また開口部に設置する置き子等も作製する必要がない。またコア材の強化繊維基材を配置していない部分の表面に樹脂が含浸されるため、コア材の環境要因による劣化を防ぐための手段、例えばコア材に予め強化繊維基材をラップしたり、端部で強化繊維基材同士を張り合わす必要もなく、軽量かつ高強度・高剛性な開口部を有するＦＲＰパネルを得ることができる。さらに図４に示した実施様態においては、上記製造方法により樹脂がコア材４１の強化繊維基材が配置されていない部分の表面にも均一に含浸されるため、成形後に偏ったソリを生じないなどの利点がある。
【００２３】
図３に示した実施様態により得られた開口部を有するＦＲＰパネルはコアが環境要因により劣化することなく、軽量かつ高強度・高剛性であるので、開口部に窓等を配置し、さらには外周部分に他部品との取付可能な枠材を配置することにより、航空機、鉄道および自動車等の窓部を有するドアに用いてもよい。図４に示した実施様態により得られた開口部を有するＦＲＰパネルについても同様に、窓、外枠等を配置し、別に成形したＦＲＰ板をコア材側に張り付けることにより、ドアとして用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】コア材の溝パターンの一例を示す斜視図である。
【図２】コア材の溝パターンの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る開口部を有するＦＲＰパネルの製造方法の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１，２１，３１，４１  コア材
２  放射状の溝
３  開口部
４  樹脂注入ライン位置
５  放射状の溝に対して平行および垂直な溝
６  成形型
７  強化繊維基材
８  樹脂注入ライン
９  バグ基材
１０  シール材
１１  樹脂注入口
１２  吸引口
１３  真空チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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