(57)【要約】【課題】繊維補強樹脂中の気泡を確実に除去することを可能にする繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型を提供する。【解決手段】予め樹脂を含浸させて多層で積み重なる繊維織布を型１２の型穴１４に置く。そのうちの型１２は型穴１４と外部に繋がる少なくとも一つの穿孔２２、３２を有する。続いて型１２を加熱すると同時に穿孔２２、３２から型穴１４中の気体１８を抜き出せば、予め樹脂を含浸させた繊維織布の間の気泡１８を確実に抜き出すことが可能なだけでなく、過剰な樹脂まで抜き出すことが可能である。これにより製品の機械的強度をより向上させることが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め樹脂を含浸させて多層で積み重なる繊維織布を、型穴と外部に繋がる少なくとも一つの穿孔とを有する型の型穴に置くステップ（ａ）と、
型を加熱すると同時に穿孔から型穴中の気体を抜き出すステップ（ｂ）と、
を含むことを特徴とする繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型。
【請求項２】
型は表面に凹溝を有し、穿孔は凹溝中に位置付けられることを特徴とする請求項１に記載の繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型。
【請求項３】
型は表面において密封材を入れるために凹溝を囲む環状溝を有することを特徴とする請求項２に記載の繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型。
【請求項４】
型はバルブを配置するために凹溝から延伸される収容溝を有することを特徴とする請求項２に記載の繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型。
【請求項５】
型は表面において密封材を入れるために凹溝を囲む環状溝を有することを特徴とする請求項４に記載の繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型。
【請求項６】
蓋板は凹溝と収容溝とに被さるために型の表面に形成されるため、凹溝はバルブのみにより外部に繋がることを特徴とする請求項４に記載の繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型。
【請求項７】
型は表面において密封材を入れるために凹溝を囲む環状溝を有し、密封材は蓋板に貼り付けられることを特徴とする請求項６に記載の繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型。
【請求項８】
ステップ（ａ）において、予め樹脂を含浸させた繊維織布を巻き取って管体を形成し、ステップ（ｂ）において管体内部に高圧気体を注入することを特徴とする請求項１に記載の繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維補助樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型に関し、詳しくは繊維補助樹脂中の気泡を確実に除去し、製品の機械的強度を改善することを可能にする繊維補助樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来の繊維補助樹脂の成形方法は次の通りである。まず数多くの予め樹脂を含浸させた繊維織布が重なり合うことにより管状体１を形成し、そののち管状体１を型２の型穴３に入れる。そのうち型２は上型４と下型５とから構成される。続いて上型と下型との間に型穴３を囲む環状の樹脂溝６を形成し、そののち上下の二つの加熱板７により型２を加熱すると同時に管状体１内の気嚢９１中に高圧空気を注入し、管状体１を膨らませて型穴３の周壁に付着させ、そののち暫く置けば管状体１を硬化成形することが可能である。
【０００３】
なお現在の技術は多層の繊維織布を重なり合わせるとき、織布の間の気泡８の発生を完全に抑制することができない。気泡は製品の機械的強度に影響を与えるため、従来の方法は型２を加熱する際に型２の外部から空気を抜き出すことにより樹脂の熔解に伴い繊維織布の間の気泡８を逸出させる。しかし、この方法の効果は上下の型間の隙間９のあたりに著しいが、その以外の部分の気泡は逸出せず残留する現象がある。また樹脂溝６において空気を抜き出す場合、効果は隙間９周辺のみにとどまり、成形後の製品中の気泡の量（即ち構造上の欠陥）は依然多いため、構造全体の機械的強度は深刻な影響を受けてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は繊維補強樹脂中の気泡を確実に除去することを可能にする繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型を提供することである。
本発明のもう一つ目的は機械的強度を改善することを可能にする繊維補強樹脂の成形方法及びそれに用いる成形用型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明による繊維補強樹脂の成形方法のステップは次の通りである。まず、予め樹脂を含浸させた多層に積み重なる繊維織布を型の型穴に置く。そのうちの型は型穴と外部に繋がる少なくとも一つの穿孔を有する。続いて型を加熱すると同時に穿孔から型穴中の気体を抜き出せば、予め樹脂を含浸させた繊維織布の間の気泡を確実に抜き出すことが可能なだけでなく、過剰な樹脂まで抜き出すことが可能である。これにより製品の機械的強度をより向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
（第１実施例）
図２及び図３に示すように、本発明の第１実施例による繊維補強樹脂の成形方法はまず予め樹脂を含浸させた多層の繊維織布を重なり合わせ、そののちそれを巻き取って管体１０を形成し、続いて管体１０を型１２の型穴１４に置く。繊維補強樹脂の繊維は炭素繊維、ガラス繊維、ホウ素繊維、ケブラー（Kevlar）繊維などを採用することが可能である。また樹脂は熱硬性樹脂または熱塑性樹脂である。型１２は上型２０と下型３０とから構成され、かつ上型と下型との間に型穴１４を囲む環状溝１６を有する。
【０００７】
上型２０は型穴１４と外部に繋がる数多くの穿孔２２とを有し、かつ上型２０の頂面２３は凹溝２４と、凹溝２４を囲む環状溝２５と、凹溝２４から上型２０の側面２７まで延伸するように形成される収容溝２６とを有する。穿孔２２は凹溝２４中に位置付けられ、環状溝２５はシリコンまたはゴムなどの軟質材料から構成される密封材２８の充填に用いられる。収容溝２６は内部にバルブ２９を有し、バルブ２９はシリコンまたはゴムなどの軟質材料から構成されるカバー２９１を有するため、バルブ２９は比較的好ましい気密性を有する。
下型３０の構造は上型２０の構造とほぼ同じように多数の穿孔３２、底面３３に位置する凹溝３４、環状溝３５、収容溝３６、密封材３８及びバルブ３９を有し、バルブ３９はカバー３９１を有する。
【０００８】
続いて上型２０の頂面２３と下型３０の底面３３とに二つの加熱板４０を取り付けることにより型１２を加熱し、一方は密封材２８、３８とバルブ２９、３９のカバー２９１、３９１とに二つの加熱板４０を押し当てることにより上型２０及び下型３０の凹溝２４、３４を気密状態に形成する。続いて抽気機（図中未表示）によりバルブ２９、３９、凹溝２４、３４及び穿孔２２、３２から型穴１４中の気体を抜き出すと同時にバルブ４４から管体１０内部の気嚢４２に高圧気体を注入することにより管体１０を膨らませて型穴１４の周壁に付着させる。型１２を加熱し、樹脂を溶かせば気泡１８を型穴１４まで拡散させ、そして穿孔２２、３２から抜き出すことが可能である。
【０００９】
また本実施例では、型１２周囲と環状溝１６とにおいて抽気を行うことにより繊維織布中の気泡１８を上型２０及び下型３０間の隙間から抜き出すことが可能である。従って、本実施例による成形方法で製作された製品は内部が無気泡状態になるか、内部に残留する気泡がごく僅かになり、構造強度が極めて良好である。また過剰な樹脂は上型２０及び下型３０の間の隙間から環状溝１６の外部に抜き出すことも、穿孔２２、３２から凹溝２４、３４中まで抜き出し、累積することも可能である。これにより成形後の製品の壁の厚さをより均質にし、各部位の機械的強度をより一致させることが可能となる。
本実施例による成形方法は様々な複合材料製品、特に飛行機部品、自動車部品、運動器材部品、スーツケース部品、コンピューター部品、自転車部品などの大面積部品に適用することが可能であるため、機械的強度を改善することを可能にするだけでなく、比較的少ない材料から高強度、軽量の製品を製作することを可能にする。
【００１０】
また本実施例では、穿孔２２、３２から抜き出された樹脂を凹溝２４、３４中に累積し、製造工程が完了した時にまとめて洗浄することが可能である。しかし、実際に操作する場合、樹脂が加熱板４０に付着してしまうような事態はよくある。
（第２実施例）
加熱板上の樹脂が清浄しにくいため、図４に示すように本発明の第２実施例による成形方法において使用される型５０に取り替えることが可能である。型５０の構造は前述の第１実施例とほぼ同じであり、上型５２の頂面５３と下型５４の底面５５とにおいて若干のボルト５６１により蓋板５６を装着され、蓋板５６は上型５２及び下型５４の凹溝５７、５８と図示しない収容溝とに被さるため、凹溝５７、５８は別々に図示しないバルブを介して外部に繋がる。また上型５２及び下型５４の環状溝６３、６４は中に密封材６５、６６を有し、密封材６５、６６は蓋板５６に貼り付けられる。これにより、図示しない抽気機で過剰な樹脂とともに型穴６８中の気体をバルブから抜き出し、二つの加熱板７０で蓋板６５を介して型６０を加熱することが可能である。すると、脂が加熱板７０に付着してしまうような事態を防止することを可能にするだけでなく、蓋板５６の取り外しと洗浄が簡単になる。従って、本実施例が採用した型５０は樹脂の清浄に便利な点を有する。
【００１１】
また前述の二つの実施例により提示されたのはいわゆる内圧法である。また本発明の精神において外圧法に適用することが可能である。図５に示すのは本発明の第３実施例による成形方法において使用される型８０である。型８０は上型８１と下型８２を有し、上型８１は二つの穿孔８６を有する。かつ上型及び下型の間は型穴８３を有し、多層の予め樹脂を含浸させた繊維織布は重なり合って片体８４を形成し、そののち型穴８３中に置かれる。続いて型８０は二つの加熱板８５から加熱されると同時に内部の気体が穿孔８６から抜き出される。このため、内圧法のように管体内部の気嚢に高圧気体を注入する必要はない。また本実施例では、片体８４は厚さが大きくないため、上型８１にのみ穿孔８６を配置すれば片体８４中の気泡を確実に抜き出すことが可能である。また片体の厚さが比較的大きい場合、下型８６に穿孔を配置することが可能である。
【００１２】
ここで注目すべきなのは、前述の外圧法と内圧法とは型に同時に使用することが可能なことである。例えばスティックを製作する場合、グリップを内圧法により形成し、底部のブレードは外圧法により成形する。この型は本発明の概念を応用し、穿孔から気体を抜き出すことが可能である。
また本発明の精神に基づき、型に少なくとも一つの穿孔を設け、かつ型を加熱する時に穿孔から型穴中の気体を抜き出すようでさえあれば本発明の請求範囲には含まれると考えられる。ま本発明の請求範囲を逸脱しない限り、型を何等分するか、穿孔の数または位置、また凹溝、環状溝または収容溝を設けるか否か、型の加熱方法などに対し、変化を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の繊維補強樹脂の成形方法を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施例による繊維補強樹脂の成形用型を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例による繊維補強樹脂の成形方法を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施例による繊維補強樹脂の成形方法を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施例による繊維補強樹脂の成形方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０：管体、１２：型、１４：型穴、１６：環状溝、１８：気嚢、２０：上型、２２：穿孔、２３：頂面、２４：凹溝、２５：環状溝、２６：収容溝、２７：側面、２８：密封材、２９：バルブ、２９１：カバー、３０：下型、３２：穿孔、３３：底面、３４：凹溝、３５：環状溝、３６：収容溝、３８：密封材、３９：バルブ、３９１：カバー、４０：加熱板、４２：気嚢、４４：バルブ、５０：型、５２：上型、５３：頂面、５４：下型、５５：底面、５６：蓋板、５６１：ボルト、５７：凹溝、５８：凹溝、６３：環状溝、６４：環状溝、６５：密封材、６６：密封材、６８：型穴、７０：加熱板、８０：型、８１：上型、８２：下型、８３：型穴、８４：片体、８５：加熱板、８６：穿孔
【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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