(57)【要約】【課題】成形品中のエアボイドやピンホールの残存率を可及的に抑え、成形品が大型化しても減圧脱気に必要となる資材に安価な普及品や市販品の採用を可能にすること。【解決手段】不透過シート３は外側不透過材３Ａと内側不透過材３Ｂの二重シート構成とされ、織布層側となる内側不透過材は、その周囲の裾全部もしくは一部を排気部１０とすべく成形面８ａに対して気密を保つことなく織布層１を被覆するように設置される。外側不透過材は内側不透過材の全体を被覆して気密的に設置される。真空吸引口５から外側不透過材下を減圧すると内側不透過材下も排気部を通して減圧され、導出口から吸引されて織布層に含浸される樹脂の流動を減圧により成形面に密着する排気部１０で阻止できるようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールドの成形面に補強用織布を積層し、該織布の層を通気性・通樹脂性のない不透過シートで覆い、該シートと成形面との間を真空にすると共に、その真空下の織布層にマトリックス樹脂を含浸させることにより、成形面に合わせた形を得る繊維強化樹脂製品の真空成形法において、
前記不透過シートは外側不透過材と内側不透過材の二重シート構成とされ、織布層側となる内側不透過材は、その周囲の裾全部もしくは一部を排気部とすべく成形面に対して気密を保つことなく織布層を被覆するように設置される一方、外側不透過材は内側不透過材の全体を被覆して気密的に設置され、
前記内側不透過材下の領域には液状樹脂の導出口が臨まされ、外側不透過材には真空吸引口が設けられ、
該真空吸引口から外側不透過材下を減圧すると内側不透過材下も前記排気部を通して減圧され、前記導出口から吸引されて織布層に含浸される樹脂の流動を減圧により成形面に密着する排気部で阻止されるようにしておくことを特徴とする繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項２】
前記織布層は、端部が前記排気部近傍において階段状となるように段違い積層部を形成していることを特徴とする請求項１に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項３】
前記外側不透過材と内側不透過材との間にはブリーダクロスが介装されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項４】
前記外側不透過材はポリマーエンボスシートとされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項５】
前記内側不透過材と織布層との間には、樹脂拡散媒体としてのパスメディアが介装されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項６】
前記織布層の直上にはピールプライが被覆されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項７】
前記内側不透過材はシリコンラバーメンブレンであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項８】
前記内側不透過材は、織布層の大部分を覆う主部カバーと、それとは気密的に連なり織布層の端縁およびその近傍を覆う縁部カバーとでなっていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項９】
前記主部カバーはポリマーフィルムであり、縁部カバーはシリコンラバーメンブレンであることを特徴とする請求項８に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項１０】
前記排気部を形成する部位の成形面は鏡面加工されており、排気部を形成する部位の内側不透過材の成形面接触部は変形可能な微細凹凸を存在させていることを特徴とする請求項ないし請求項９のいずれか一項に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項１１】
前記内側不透過材がポリマーフィルムであり、前記排気部を形成する部位の成形面は変形可能な微細凹凸を存在させていることを特徴とする請求項ないし請求項１０のいずれか一項に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項１２】
前記外側不透過材は前記モールドの全体が被覆されるバッグを形成したシートであることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載された繊維強化樹脂製品の真空成形法。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載された真空成形法により成形されたことを特徴とする繊維強化樹脂製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空成形法およびそれにより成形された繊維強化樹脂製品に係り、詳しくは、樹脂をキュアリングするオートクレーブを必要としなくかつ大型品の成形を容易にする真空含浸工法（ＶａＲＴＭ）であって、特に、成形面に積層した繊維レイアップをフィルムもしくはシートなどでカバーし、そのシート等と成形面との間を真空にするとともに、その真空下にある繊維レイアップにマトリックス樹脂を含浸させ、成形面に合致する形の製品を得ることができる繊維強化樹脂成形品の真空成形法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化樹脂製の高強度品を真空成形する場合には、成形品中にエアボイドやピンホールを残すことのないように配慮することが重要である。真空成形法は基本的に大きく分けて二つある。いずれもフィルムもしくはシートなどの下の空間を減圧して供給マトリックス樹脂（以下、単に「樹脂」ともいう）を真空中の繊維レイアップに含浸させるが、その繊維レイアップの層に被せるように半透膜を設置するかどうかで区別される。
【０００３】
半透膜を設置する手法は例えば特開２００８−１７９１４９に開示されているように、気体を通すが樹脂および液体は通さない半透膜２１（図７の（ａ）を参照）をシート状の不透過なバッグ材２２の下方に配置する。これでもって、バッグ材下の領域を、強化繊維基材層２３に樹脂を含浸させる樹脂充填域２４と、繊維基材層２３から抜け出た気体２５を受け入れ吸引排除する排気域２６とに仕切る。バッグ外から樹脂２７を供給する前に基材層２３に滞留する気体を半透膜２１で濾し出し、樹脂が混じることのない排気域２６からの吸引で真空を保持しておく。これは樹脂を樹脂充填域に封じ込めておくというものであり、これと同じ原理であるが、樹脂充填域２４と排気域２６の上下を逆にした例が図７の（ｂ）であり、この図の趣旨に沿ったものが特表２００３−５２６５４５に記載されている。
【０００４】
半透膜を設置しない手法は気体を膜面で濾すという思想はなく、例えば特開２０１０−１１５８３７や特開２０１０−１７３１６５に見られるように、図７の（ｃ）に示すシート状素材３１（上記したバッグ材２２と同質もしくは類似の素材）の直下領域３２もしくは成形合わせ型のギャビティ（図示せず）を真空にした後、そこに樹脂２７を導入する。半透膜はないから真空引きの経路をたどるように樹脂も移動し、樹脂の流れを遮断するものがないため、含浸に寄与しなかった樹脂２７ａはその空間から直接吸引されることになる。その樹脂は真空吸引口３３に入るか、吸引口手前に設けた樹脂溜め３４にトラップされたりする。
【０００５】
ところで、半透膜２１を使用する手法の場合、その膜全面が減圧に寄与するとは限らない。成形品が例えば長さ１０メートル、幅５メートルといった大きな板状体であれば、全面で減圧作用を発揮させる必要がなくても半透膜としては板状体と同じ平面サイズもしくはそれ以上のものが要求される。半透膜は極めて高価であるので、その消費量の多さは成形品の高騰化を来す。もちろん、半透膜に樹脂が付着するから微細な通気孔とはいえ目詰まりすることは避けられず、真空引きの弱まった箇所では樹脂の含浸不完によるピンホールが生じないとも限らない。
【０００６】
ちなみに、半透膜と略同様の作用をしつつそれに代わるものとして、ポリエステル繊維の不織布層３６（図７の（ｄ）を参照）を使用する例があり、特開２００５−２１９２２８に記載されている。これは基材層２３の周縁を不織布で層をなすエッジ・ブリーザー（不織布層３６）でとり囲み、真空引き時の通気と同じ経路で樹脂を進行させ、その際の基材層２３に沿う流れで含浸を図る。
【０００７】
エッジ・ブリーザーは繊維で細かな迷路を形成するから、気体は通過させても樹脂をトラップして簡単には通過させない。エッジ・ブリーザーに到達した時点で基材層２３への含浸がタイミングよく完了するとは限らないから、含浸が行きわたるまで、かなりの量の樹脂をブリーザーで捕捉しなければならないことになる。樹脂の消費に関しては、上記した樹脂溜め３４でトラップする場合と何ら変らないほどの無駄が生じる。
【０００８】
ところで、基材層をたどる間に樹脂を含浸させようとする場合、図７の（ｂ）中に影を施したように樹脂２７は成形面から離れた上層を移動しがちとなる。ましてや、パスメディア３７があれば、樹脂はそれに誘導されて基材層２３の上層をたどる。一方、成形面側となる下層では樹脂浸透促進手段がないうえに成形面３８との間にフリクションも生じるから、中層・上層におけるよりも含浸は遅速化したり、空間３９の一部で樹脂抜けを生じさせたりする。
【０００９】
結果的には、製品表面となる成形面寄りでレジン過少部が生じるなどして、エアボイドやピンホールが発生しやすくなる。また、成形面から遠くなるほどレジンリッチになる傾向となり、繊維による強化が層間でばらつきかねない。成形品の表裏で密度、剛性、強度などに違いが残れば成形歪の発生も危惧されるなどして、品質上問題を起こさないとも限らない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１７９１４９
【特許文献２】特表２００３−５２６５４５
【特許文献３】特開２０１０−１１５８３７
【特許文献４】特開２０１０−１７３１６５
【特許文献５】特開２００５−２１９２２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、成形品中のエアボイドやピンホールの残存率を可及的に抑え、層内の均質化向上が図られること、成形品が大型化しても減圧脱気に必要となる資材に安価な普及品や市販品の採用を可能にすること、マトリックス樹脂の含浸外消費の可及的な節減が図られること、ひいては型ばらし後のトリミング作業の対象も少なくでき歩留りが上がること、樹脂の移動に起因した真空吸引系でのトラブル発生を排除できること、を実現した真空成形法およびそれによって成形された繊維強化樹脂製品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、モールドの成形面に補強用織布を積層し、その織布の層を通気性・通樹脂性のない不透過シートで覆い、そのシートと成形面との間を真空にすると共に、その真空下の織布層にマトリックス樹脂を含浸させることにより、成形面に合わせた形を得る繊維強化樹脂製品の真空成形法に適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、不透過シート３は外側不透過材３Ａと内側不透過材３Ｂの二重シート構成とされ、織布層側となる内側不透過材は、その周囲の裾全部もしくは一部を排気部１０とすべく成形面８ａに対して気密を保つことなく織布層１を被覆するように設置される一方、外側不透過材は内側不透過材の全体を被覆して気密的に設置される。内側不透過材下の領域には液状樹脂１１の導出口４ａが臨まされ、外側不透過材には真空吸引口５が設けられる。その真空吸引口から外側不透過材下を減圧すると内側不透過材下も排気部１０を通して減圧され、導出口から吸引されて織布層に含浸される樹脂の流動が、減圧により成形面に密着する排気部１０で阻止されるようにしておく。織布層１には、端部が排気部近傍において階段状となるような段違い積層部１Ｍを形成しておくとよい。
【００１３】
図４の（ｂ）に示すように、外側不透過材と内側不透過材との間にはブリーダクロス１４を介在させておく。外側不透過材には図１の（ｂ）にあるポリマーエンボスシート３ｍを充てることが好ましい。内側不透過材と織布層との間に、樹脂拡散媒体としてのパスメディア６を介装させ、織布層の直上をピールプライ７で被覆しておく。内側不透過材はシリコンラバーメンブレン３ｎとするのがよい。
【００１４】
図６の（ｃ）に示すように、内側不透過材は織布層の大部分を覆う主部カバー３ｓと、それとは気密的に連なり織布層の端縁およびその近傍を覆う縁部カバー３ｔとで構成しておく。主部カバーはポリマーフィルムとし、縁部カバーはシリコンラバーメンブレン３ｎとする。
【００１５】
図４の（ａ）に示すように、排気部１０を形成する部位の成形面８ａは鏡面加工されており、排気部を形成する部位の内側不透過材３Ｂの成形面接触部には変形可能な微細凹凸Ｘを存在させおく。内側不透過材がポリマーフィルムである場合、排気部を形成する部位の成形面には、図４の（ｃ）のように変形可能な微細凹凸Ｚ（１６）を存在させておく。図６の（ｂ）のように、外側不透過材は、モールドの全体を覆うバッグとなったシート３ｒとしておいてもよい。繊維強化樹脂製品１３は、図３の（ｇ）のごとく製作される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、織布層を覆う不透過シートを外側不透過材と内側不透過材の二重シート構成とし、内側不透過材の周囲の裾全部もしくは一部を排気部とすべく成形面に対して気密を保つことなく織布層を被覆するようにしている。これによって、外側不透過材下を減圧すると内側不透過材下も排気部を通して脱気される。減圧により成形面に密接した排気部は樹脂の流出を阻止し、樹脂が内側不透過材下にとどめられる。含浸溢れとなる樹脂も可及的になくすことができる。
【００１７】
樹脂は織布層に沿って移動するものの、排気部は成形面の直上にしかないから、織布層をたどる樹脂は排気部に近づくにつれて成形面に近い層でも進行を強める。成形面側層に残存する不完全含浸部も樹脂で埋められ、成形面近くでのピンホールなどの発生は極めて少なくなる。織布の下層への含浸が行き届きやすくなる結果、特定の層だけがレジンリッチとなるということも回避される。高価な半透膜の使用は必要ないから、大型化しても成形品を廉価に製作することができる。また、樹脂の含浸外消費はほとんど起こらず、樹脂の歩留りは著しく高いものとなる。
【００１８】
織布層端部が排気部近傍において階段状となるように補強用織布を段違いに積層しておけば、下層域における上層からの樹脂かぶりを排除でき、成形面側層の不完全含浸部の発生が抑えられ、品質の高い成形品を得ることができる。
【００１９】
外側不透過材と内側不透過材との間にブリーダクロスを介装させておけば、両不透過材の相互密着が回避され、その領域で気体がブリーダクロスの繊維間を縫うように流通し、外側不透過材内全体の減圧の円滑化が図られる。
【００２０】
外側不透過材をポリマーエンボスシートとしておけば、フィルム表面に凹凸を与えるエンボスが内側不透過材との全体密着を起こらないようにし、ブリーダクロスを介装しなくても、外側不透過材内全体の減圧が円滑となる。
【００２１】
内側不透過材と織布層との間にパスメディアを介装させれば、内側不透過材内に供給された液状樹脂が迅速に反成形面側をたどって織布層での樹脂拡散が促進される。
【００２２】
織布層の直上にピールプライが被覆されていれば、成形品を覆っていた不透過シート等の樹脂硬化後の取り外しが円滑となり、成形品表面の荒れも避けられる。
【００２３】
内側不透過材をシリコンラバーメンブレンしておくと、排気部を通しての減圧を可能にする一方、成形面との密着により樹脂の流出が阻止される。
【００２４】
内側不透過材が、織布層の大部分を覆う主部カバーと、それとは気密的に連なり織布層の端縁およびその近傍を覆う縁部カバーとを備えるなら、内側不透過材の二分化により材質を違えることができる。したがって、大型品を成形する場合などでは、主部カバーで広大な面を覆わせ、それに安価な素材を充てることができる。
【００２５】
主部カバーをポリマーフィルムとし、縁部カバーをシリコンラバーメンブレンとしておくなら、縁部カバー費はやや割高となっても被覆面積を少なくできるから成形コストの高騰は抑えられる。ポリマーフィルムだけの一枚もの内側不透過材としておくよりは、排気部を通しての減圧機能や成形面との密着による樹脂の流出阻止機能を高く保持させておくことができる。
【００２６】
排気部を形成する部位の成形面が鏡面加工されている場合に、内側不透過材排気部の成形面接触部は変形可能な微細凹凸を存在させているなら、排気部における真空下での過剰な密着は回避され、円滑な減圧と樹脂流出阻止が図られる。
【００２７】
内側不透過材はポリマーフィルムであり、排気部を形成する部位の成形面に変形可能な微細凹凸を存在させておけば、この場合も、排気部における真空下での過剰な密着は回避され、円滑な減圧と樹脂流出阻止が図られる。
【００２８】
外側不透過材はモールドの全体が被覆されるバッグを形成したシートとしておくなら、外側不透過材の成形面に対するシール作業量は極めて少なくなり、生産性が向上する。
【００２９】
以上いずれの真空成形法によっても、それにより生産された繊維強化樹脂品は、ピンホールやエアボイド等の極めて少ないしかも含浸均等の図られた品質の高い成形品となり、強度部材として適用する場合でも、その信頼性を高める。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る真空成形法が適用されている成形装置の構成の一例であって、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は縦断面模式図。
【図２】成形装置化するプロセスを表した工程説明図。
【図３】減圧の開始とその後における含浸の進行説明図および成形された繊維強化樹脂製品の縦断面模式図。
【図４】（ａ）は排気部近傍の拡大断面図、（ｂ）はブリーダクロスを介在させた成形装置の構成他例の模式図、（ｃ）は不透過シートの全てをフィルム材とした他例の模式図。
【図５】成形装置の構成のさらなる例であって、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は縦断面模式図。
【図６】成形装置の異なる構成例であって、（ａ）は樹脂導出管や真空吸引口の位置や姿勢を変えた構成模式図、（ｂ）はバッグを形成する不透過シートで全体を覆った構成模式図、（ｃ）は内側不透過材を主部カバーと縁部カバーとで構成した模式図。
【図７】背景技術の項で挙げた従来例で、（ａ）および（ｂ）は半透膜により不透過なバッグ材の下方領域を樹脂充填域と排気域に仕切った構成模式図、（ｃ）および（ｄ）は半透膜を備えず、繊維基材層の面内方向に浸透する樹脂を吸引もしくはトラップさせる構成模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明に係る真空成形法およびそれによって成形された繊維強化樹脂製品を、その実施の形態を表した図面に基づいて詳細に説明する。その目的は、ピンホール等が極めて少なく、品質の高い繊維強化樹脂成形品を生産しようとするものである。この成形法は、モールド（成形型）の成形面に補強用織布を積層し、繊維レイアップすなわち織布層を通気性・通樹脂性のない不透過シートで覆って不透過シートと成形面との間を真空にすると共に、その真空下の織布層に樹脂を含浸させる成形装置によって達成されるものである。
【００３２】
その成形品は成形面に合わせた形、すなわち成形面の逆形状が転写された繊維強化樹脂製品となる。以下では成形面が平らなものを例にするが、モールドの下型に大きい小さいはともかくも凹凸や起伏があるなら、成形品の表面は凹凸や起伏の逆の形になることは言うまでもない。図１に示すように、補強用織布を積層した織布層１に樹脂を含浸させるにあたり、本例の成形装置２に採用されるのは、外側不透過材３Ａと内側不透過材３Ｂからなる二重シート構成とされた不透過シート３、液状樹脂の導出管４、不透過シート下方を減圧する真空吸引口（空気抜き路、バキュームポート）５、パスメディア６およびピールプライ７である（６，７は図１の（ａ）に表されていない）。
【００３３】
不透過シートのうち外側不透過材３Ａはポリマーエンボスシート３ｍであって、空気漏れのないメンブレン membrane （膜体）であり、上記した構成品の全てを気密的に覆う凹凸面の施された面状シートである。これには空気抜き路やバキュームポートとして機能する真空吸引口５がシートの一部を開口させて設けられている。この面状シートは、その周囲が気密を保つように成形型８の成形面８ａに対して粘着的にシールされる。そのためのシール９は、成形作業中全周を離反不能に成形面に固着した状態におくが、成形作業後は剥がすことができるもので、例えばエポシール、ラバーシール、シーラント等の粘着剤が使用される。
【００３４】
内側不透過材３Ｂは織布層側に配置されるもので、シリコンラバーメンブレン３ｎであって、その周囲の裾全部を本件発明では不可欠な要素である排気部１０に充てるべく、成形面８ａに対して気密を保つことなく織布層１を被覆するように設置される。これは、メンブレンの表裏に弾力的に偏平するなどの変形可能な微細な突起が形成されており、上記のエンボスシート３ｍの表面の凹凸とあいまって全体密着が回避される。したがって、後述するブリーダクロス１４（図４の（ｂ）や（ｃ）を参照）を介装しなくても、外側不透過材下領域全体の減圧を円滑に進めることができる。
【００３５】
そのシリコンラバーメンブレン３ｎの下方領域には外部タンクなどから吸い揚げられた樹脂１１を供給する導出管４としてのスパイラルチューブが突入されており、螺旋状の溝をなしたレジンポートが樹脂導出口４ａとして開口されている。このスパイラルチューブ端でのエンボスシート３ｍの気密保持に使用されるシール１２は、上記したシール９と同種のものでよく、成形作業中は離反不能に固着した状態におかれる。
【００３６】
シリコンラバーメンブレン３ｎと織布層１との間にはパスメディア６が介装され、樹脂拡散媒体として機能する。これはやや嵩のある厚ネットで、例えばポリプロピレン製メッシュ状シートといったものが採用される。シリコンラバーメンブレン３ｎ内に供給された液状樹脂１１が迅速に反成形面側をたどって織布層１での拡散と含浸を助長する。
【００３７】
織布層１の直上にはピールプライ７が被覆される。これは剥離シートであって、例えばポリエステル繊維の離型処理済み織物等が使用される。成形品を覆っていた不透過シート等の樹脂硬化後の取り外しが容易となり、成形品裏面の剥がし荒れを抑えておくことができる。成形品表面となる側の成形面８ａには、図示しない離型剤が塗布された後に炭素繊維織布１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが積層される。これらの補強用織布は、織布層１の端部が排気部１０の近傍で段違い積層部１Ｍを形成するように階段状に積層される。
【００３８】
ところで、上記のようなシール９による気密が図られていると、真空吸引口５からエンボスシート３ｍ下を例えば１０Ｔｏｒｒ（トール）以下に減圧すれば、シリコンラバーメンブレン３ｎ下領域も裾に位置する排気部１０を通して減圧され、導出管４から吸引される樹脂１１は織布層１に含浸される。その後の樹脂の流動は、減圧により成形面８ａに密着するシリコンラバーメンブレン３ｎの裾部で阻止され、すなわち樹脂はせき止められるようになっている。
【００３９】
以上のような成形装置２は、図２に示すようにして組み上げられる。成形面８ａに図示しない離型剤が塗布された後に、（ａ）のように、成形面上に炭素繊維などの補強用織布１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが重ねられ、特に下層で未含浸部が生じるのをなくすために段違い積層部１Ｍを持った織布層１が形成される。そのため、織布層端部は階段状となるように寸法が違えられる。次に、（ｂ）に示すように、ピールプライ７およびパスメディア６が織布層１に被せられる。（ｃ）にあるように樹脂導出管４を適宜の位置に配置し、シリコンラバーメンブレン３ｎにより成形型８の上で配置物をすっぽりと覆う。最後に、真空吸引口５が取りつけられているエンボスシート３ｍが被せられ、（ｄ）のようにその全周囲がシール９で止められる。このとき、直前に置いた樹脂導出管４とエンボスシート３ｍと成形面８ａとの間に隙間が生じないようにシール１２（図１の（ａ）を参照）が施される。
【００４０】
次に、成形工程を図３に基づいて説明する。（ａ）は組み上げられた成形装置２であって、作業開始前の状態にある。（ｂ）に示すように、真空吸引口５に図示しない真空ポンプが接続され、減圧される。エンボスシート３ｍ下を減圧するとシリコンラバーメンブレン３ｎ下も裾に位置する排気部１０を通して減圧され、配置物は大気圧が作用するため相互に密着する。真空が立つまで時間を掛けて、織布層１内に残る気体をシリコンラバーメンブレン３ｎから可及的に排除する。所定の１０トール以下となれば、開かれた樹脂供給コック（図示せず）から樹脂導出管４を経て、（ｃ）のように樹脂１１が織布層１に進行しはじめる。樹脂はパスメディア６を伝って上層を拡散するため、中層や下層はやや遅れ気味の含浸となる。（ｄ）を経て（ｅ）に進むと、織布層１をたどって排気部１０に近づいく樹脂１１は、排気部が成形面側にあることから上中下の全層にわたって進行差が少なくなる。（ｆ）に示すように、シリコンラバーメンブレン３ｎ下を充満した樹脂１１の流動は、減圧により成形面８ａに密着した排気部１０により阻止される。
【００４１】
ところで、織布層の端部は後で説明する図５ならびに図６のように必ずしも傾斜していなくてもよいが、本例では織布層の端部が階段状となるように積層されている。図４の（ａ）を参照して、上層を進行してきた樹脂１１は含浸すべき層が途絶えればそれ以上に進行しようがなく、進行がなければ成形面側層すなわち下層域に対して上層の樹脂が被ってくることもない。それゆえ上層樹脂のかぶりによる中下層での不完全含浸部の発生がない状態で、その後の浸透を少し持続させることができるから、成形面側においてもエアボイドやピンホールがほとんどない品質の高い成形品とすることができる。
【００４２】
上記のように、排気部１０においては気体の通過は許容されるが、液状樹脂１１の流通は阻止されている。これは、排気部１０を形成する部位の成形面８ａがたとえ鏡面加工されていても、シリコンラバーメンブレン３ｎの成形面接触部には変形可能な柔軟構造の微細凹凸Ｘが存在しているからである。すなわち、減圧操作中シリコンラバーメンブレン３ｎの裾部が平滑な成形面８ａに密着しても、気体が通過する程度の隙間は残るが、液体樹脂が通過できるほどの隙間は生じないからである。
【００４３】
シリコンラバーメンブレンの表面には大きければ０．３ミリメートル、小さければミクロン単位の高さの突起によって凹凸が形成されている。この微細凹凸Ｘはシリコンラバーメンブレン下が真空となれば外圧を受けて偏平化し、気体の通過のみを許容する。なお、繊維強化樹脂製品１３は、図３の（ｇ）のように、周縁をトリミングすることにより、所望するサイズの成形品として仕上げられる。ちなみに、上記した段違い積層部１Ｍはトリミングする範囲に含められる。
【００４４】
図４の（ｂ）は、エンボスシートに代えて、ナイロンフィルムやポリエチレンフィルムなどの薄膜体を外側不透過材３Ａに適用した例である。これらのフィルム３ｐは減圧されると密着して脱気を妨げる箇所が随所に生じるので、両者間にブリーダクロス１４が介装される。フィルム対面空間の領域で気体がブリーダクロスの繊維間を縫うように流通することになり、脱気の際の外側不透過材内全体の減圧の円滑化が図られる。なお、内側不透過材３Ｂとしてのシリコンラバーメンブレン３ｎの背面側に微細な凹凸Ｙが存在する場合は、外側不透過材のフィルムに密着しても、減圧操作が阻害されることはなく、ブリーダクロス１４の一部もしくは全部を割愛することができる。
【００４５】
図４の（ｃ）は、エンボスシートとシリコンラバーメンブレンに代えて、ナイロンフィルムやポリエチレンフィルムなどの薄膜体を外側不透過材３Ａと内側不透過材３Ｂに適用した例である。これらのフィルム３ｐ，３ｑは減圧されると密着して脱気を妨げる箇所が随所に生じるので、両者間にブリーダクロス１４が全域に介装され、外側不透過材内全体の減圧の促進が図られる。
【００４６】
図５は図４の（ｃ）と同じではあるが、段違い積層部を形成させていない織布層１に対して樹脂を含浸させる構造としたものである。本例では内側不透過材３Ｂは、その周囲の裾全部もしくは一部を排気部１０とすべく成形面８ａに対して気密を保つことなく織布層を被覆するように設置される。すなわち上記したシリコンラバーメンブレン３ｎ（図１を参照）であれ、本例のポリマーフィルム３ｑであれ排気部は不可欠であるが、それは周囲の裾全部であっても一部であってもよい。外側不透過材３Ａは内側不透過材３Ｂを含む配置物の全体を被覆してシールにより気密的に設置されているから、排気部は部分的なものであっても減圧に支障をきたすことはないからである。
【００４７】
この例では内側不透過材３Ｂの三辺にシール１５が施され、右辺の全部もしくは一部（図示は全部）がシールされないで排気部１０に充てられている。ちなみに、排気部において成形面が鏡面仕上げされているなら、フィルム状の内側不透過材と成形面の間に薄い不織布１６やシリコンラバーメンブレン帯を介在させるなどして、密着を弱めて脱気を許容しておくことが好ましい。この不織布等は含浸溢れの樹脂をトリップしようという趣旨（例えば特許文献５を参照）のものでないことは、図の構成から明らかである。ちなみに、図１や図５では補強用織布を矩形で描いているが、それに限ることなく、任意の平面形とすることができるのは言うまでもない。
【００４８】
以上述べた構成では、織布層を覆う不透過シートを二重シート構成とし、内側不透過材の周囲の裾全部もしくは一部を排気部とすべく成形面に対して気密を保つことなく織布層を被覆するようにしている。したがって、外側不透過材下を減圧すると内側不透過材下も排気部を通して脱気され、その減圧により成形面に密接した排気部が樹脂の流出を阻止する。樹脂が真空吸引管系に引き込まれるなどすることがなく、含浸溢れの樹脂を可及的になくすことができる。
【００４９】
樹脂は織布層に沿って移動するものの、排気部は成形面の直上すなわち下層の延長線上にしかないから、織布層を通過する樹脂は排気部に近づいた時点で成形面に近い層で進行を強める。すなわち、織布層の下層側における含浸遅速の回復が図られる。これは、図５においても図３の場合と大差ない（図５の（ｂ）中の浸透先端部のみを影で表示した含浸プロフィールの変遷を参照）。成形面側層に残存する不完全含浸部は後追い樹脂により埋められ、成形面近くでのピンホールなどの発生は極めて少なくなる。織布の下層への含浸が行き届きやすくなるので、特定の層だけがレジンリッチとなることも回避される。これによって、樹脂抜けや層内ばらつきのない含浸により表裏の密度、剛性、強度など機械的性質の均一化が図られ、成形歪の発生も極めて少ない品質の高い成形品とすることができる。高価な半透膜の使用は必要ないから、大型化しても成形品を廉価に製作することができる。また、樹脂の含浸外消費はほとんど起こらないので、樹脂の歩留りは著しく高い。成形品の不要部除去量やそのトリミング作業量も減少する。
【００５０】
図４の（ａ）でも述べたが、排気部１０を形成する部位の成形面８ａが鏡面加工により平滑となっている場合、排気部を形成する部位の内側不透過材３Ｂの成形面接触部には変形可能で柔軟な微細凹凸を存在させておくことが好ましい。例えばすでに挙げたシリコンラバーメンブレンには、その表または裏もしくは両面に細かい凹凸Ｘ，Ｙが多数存在しており、排気部１０を形成させる内側不透過材として好適であることが分かる。排気部における真空下での過剰な密着は回避され、円滑な減圧と樹脂流出阻止が図られる。
【００５１】
これとは逆に、内側不透過材がポリマーフィルムであり、排気部を形成する部位の成形面に変形可能な微細凹凸Ｚを存在させておくこともできる（図４の（ｃ）を参照）。成形面に梨地加工を施しておくだけでよい場合があるが、柔軟な微細凹凸を存在させておくことが好ましい。その例としてすでに不織布１６（図５を参照）のシートやシリコンラバーメンブレン帯を成形面に上敷きすることは述べた。いずれも、極度の密着が生じなく、減圧の円滑化と樹脂流出の阻止が達成される。
【００５２】
図６の（ａ）は樹脂導出管４を織布層１の中央に配置した例である。ＶａＲＴＭにおいては密閉空間とすることを条件にしているから、導出管４がいずれの位置にあっても減圧と樹脂の含浸は影響されないが、中央配置は含浸時間を短くする。この図では真空吸引口の位置および姿勢もすでに説明した例と少し違ったものとなっている。真空吸引口が図のごとく外側不透過材３Ａで成形面８ａに押さえられたパイプ５ａに形成されている場合、図１の（ａ）のシール１２と同じ要領で、外側不透過材３Ａとパイプ５ａと成形面８ａとの間の気密を図ればよい（図示せず）。ちなみに、この外側不透過材３Ａに、図６の（ｂ）に示すようなモールドの全体を被覆するバキュームバッグやバギングフィルムといったバッグ３ｒを形成した不透過シートを充てるなら、成形面に対するシール作業の全体量は極めて少なくなり、生産性の向上が図られる。
【００５３】
図６の（ｃ）は異なる例の成形装置である。内側不透過材３Ｂは、織布層１の大部分を覆う主部カバー３ｓと、それとは気密的に連なり織布層の端縁およびその近傍を覆う縁部カバー３ｔとでなっているものである。すなわち、両カバーの繋がり部位は気密が保たれるようにシール１７が施される。なお、予め接着して主部カバーと縁部カバーを一枚ものにしておけば、織布層１への被覆操作は図２の（ｃ）の要領で済ますことができる。縁部カバー３ｔは、その周囲の裾全部もしくは一部を排気部１０とすべく成形面に対して気密を保つことなく設置されることは、図１や図５と同じである。この内側不透過材の二分化は、以下に述べるように材質を違えることができる。その場合、例えば成形品が巨大化したものなら、主部カバーで広大な面を覆わせ、それに安価な素材を充てるといったことができる。
【００５４】
この主部カバー３ｓと縁部カバー３ｔの典型的な例は、全者をポリマーフィルム３ｕとし、後者をシリコンラバーメンブレン３ｎとしておくことである。この場合の作用や効果は、図４の（ｂ）と本質的に変わるところがないが、シリコンラバーメンブレンの消費量を節減できる意味ではおおいに意義のあることである。シリコンラバーメンブレンはやや割高品ではあるが、被覆面積を少なくできるから成形コストの高騰は抑えられる。なお、縁部カバーを気体の透過のみ許容する半透過メンブレンに置き替えることもできる。その場合、脱気は排気部のみならず膜面を貫いてもなされ、減圧操作は迅速となり、真空化の作業性が向上する。その半透過メンブレンの裾部に微細凹凸が存在しな場合は、図５中に示した不織布１６やシリコンラバーメンブレン帯を敷設などすればよい。
【００５５】
以上、種々の例で説明してきたが、本発明における真空成形法によれば、樹脂を加熱・加湿・加圧などするキュアリングのためのオートクレーブを必要としなく、かつ大型品の成形を容易にする。成形品が大型化しても減圧脱気に必要となる資材に安価な普及品や市販品の採用が可能となり、生産の低廉化を進めることができる。成形品中のエアボイドやピンホールの残存率を可及的に抑えられるとともに、マトリックス樹脂の含浸外消費の可及的な節減が図られる。ひいては型外し後のトリミング作業の対象も少なくできて歩留りが上がり、樹脂の移動に起因した真空吸引系でのトラブル発生を排除できるなどの多大の効果が発揮される。
【符号の説明】
【００５６】
１…織布層、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…炭素繊維織布、１Ｍ…段違い積層部、２…成形装置、３…不透過シート、３Ａ…外側不透過材、３Ｂ…内側不透過材、３ｍ…ポリマーエンボスシート、３ｎ…シリコンラバーメンブレン、３ｐ，３ｑ，３ｕ…フィルム、３ｒ…バッグ、３ｓ…主部カバー、３ｔ…縁部カバー、４…導出管、４ａ…樹脂導出口、５…真空吸引口、６…パスメディア、７…ピールプライ、８…成形型、８ａ…成形面、９…シール、１０…排気部、１１…樹脂、１３…繊維強化樹脂製品、１４…ブリーダクロス、１５…シール、１６…不織布（シリコンラバーメンブレン帯）、１７…シール、Ｘ，Ｙ，Ｚ…微細凹凸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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