(57)【要約】【課題】ＲＴＭ成形において樹脂を排出する際に、強化繊維基材の毛羽のかたまりが液状樹脂とともに排出される場合にあっても、樹脂排出動作が円滑に行われるようにし、とくに樹脂排出流路を開閉するための弁機構が正常に動作できるようにしたＲＴＭ成形装置およびＲＴＭ成形方法を提供する。【解決手段】強化繊維基材を配置したキャビティ内へＦＲＰのマトリックス樹脂となる液状樹脂が導入されるとともにキャビティ内から余剰の液状樹脂が導出される成形型と、液状樹脂を成形型へ供給する液状樹脂供給機構と、該液状樹脂供給機構と成形型のキャビティとを接続する樹脂供給流路と、成形型内部を減圧する減圧機構と、成形型のキャビティと減圧機構とを接続する樹脂排出流路とを備え、該樹脂排出流路に、少なくとも成形型内部から流出してくる強化繊維を捕捉可能な濾過機構が設けられていることを特徴とするＲＴＭ成形装置、およびＲＴＭ成形方法。【選択図】図１
2009034844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に強化繊維基材を配置するキャビティが形成され、該キャビティ内へＦＲＰのマトリックス樹脂となる液状樹脂が導入されるとともにキャビティ内から余剰の液状樹脂が導出される成形型と、前記液状樹脂を成形型へ供給する液状樹脂供給機構と、該液状樹脂供給機構と成形型の前記キャビティとを接続する樹脂供給流路と、成形型内部を減圧する減圧機構と、成形型の前記キャビティと前記減圧機構とを接続する樹脂排出流路とを備え、前記樹脂排出流路に、少なくとも成形型内部から流出してくる強化繊維を捕捉可能な濾過機構が設けられていることを特徴とするＲＴＭ成形装置。
【請求項２】
前記濾過機構と前記減圧機構の間に、前記樹脂排出流路を開閉する流路開閉弁が設けられている、請求項１に記載のＲＴＭ成形装置。
【請求項３】
前記成形型が、前記キャビティ内へ前記液状樹脂を導入する注入ランナーおよびキャビティ内から液状樹脂を導出する排出ランナーを有している、請求項１または２に記載のＲＴＭ成形装置。
【請求項４】
強化繊維基材が配置され減圧された成形型のキャビティ内へＦＲＰのマトリックス樹脂となる液状樹脂を供給するとともにキャビティ内から余剰の液状樹脂を排出するＲＴＭ成形方法において、前記成形型内部を減圧する減圧機構と前記キャビティとの間の樹脂排出流路に濾過機構を設け、該濾過機構により、少なくとも成形型内部から流出してくる強化繊維を捕捉することを特徴とするＲＴＭ成形方法。
【請求項５】
前記濾過機構と前記減圧機構の間に、前記樹脂排出流路を開閉する流路開閉弁を設け、該流路開閉弁によって成形型内部からの液状樹脂の排出を制御する、請求項４に記載のＲＴＭ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）成形品のＲＴＭ（Resin Transfer Molding）成形装置および方法に関し、とくに、成形型内からの樹脂の排出操作を円滑に行い、生産性を向上できるようにしたＲＴＭ成形装置およびＲＴＭ成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の型からなる成形型の内部に形成されるキャビティ内に強化繊維基材を配置し、液状樹脂が浸透しやすいように減圧した該キャビティ内に、ＦＲＰのマトリックス樹脂となる液状樹脂を注入するとともに、キャビティ内が液状樹脂で充満された後に、キャビティ内から余剰の液状樹脂を排出し、キャビティ内の樹脂を硬化させてＦＲＰ成形品を成形するようにしたＲＴＭ成形方法が知られている（例えば、特許文献１）。このようなＲＴＭ成形においては、液状樹脂の注入口と排出口を設けた成形型の内部に強化繊維基材を配置し、注入口から液状樹脂を注入し強化繊維基材に含浸させる。その際、注入された樹脂の一部を排出口から排出することで、内部に残留した気泡を樹脂とともに外部に排出することが可能であり、その結果、内部のボイドや、表面のピンホールが無い、品位に優れるＦＲＰ成形品を得ることができる。
【０００３】
ところが、排出される液状樹脂は、強化繊維基材が配置されたキャビティ内空間を流動する間に、強化繊維基材の毛羽等を樹脂に巻き込み、排出時には強化繊維毛羽のかたまりを伴っている場合がある。そのため、樹脂排出流路における樹脂の排出動作が正常に行われなくなるおそれがあり、とくに、樹脂排出口あるいは該排出口につながる流路内に開閉弁を設けて樹脂排出流路の開閉操作を行おうとした場合に、強化繊維毛羽がバルブの可動部に挟まってバルブの閉止が正常に行われなくなり、その結果、樹脂硬化時に成形型内部の樹脂が流出してしまい、良好な成形品が得られないことがあった。
【特許文献１】特開２００７−７９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明の課題は、ＲＴＭ成形において樹脂を排出する際に、強化繊維基材の毛羽のかたまりが液状樹脂とともに排出される場合にあっても、樹脂排出動作が円滑に行われるようにし、とくに樹脂排出流路を開閉するための弁機構が正常に動作できるようにしたＲＴＭ成形装置およびＲＴＭ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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係るＲＴＭ成形装置は、内部に強化繊維基材を配置するキャビティが形成され、該キャビティ内へＦＲＰのマトリックス樹脂となる液状樹脂が導入されるとともにキャビティ内から余剰の液状樹脂が導出される成形型と、前記液状樹脂を成形型へ供給する液状樹脂供給機構と、該液状樹脂供給機構と成形型の前記キャビティとを接続する樹脂供給流路と、成形型内部を減圧する減圧機構と、成形型の前記キャビティと前記減圧機構とを接続する樹脂排出流路とを備え、前記樹脂排出流路に、少なくとも成形型内部から流出してくる強化繊維を捕捉可能な濾過機構が設けられていることを特徴とするものからなる。濾過機構としては、例えば、所定のメッシュサイズの金網を有するもの等を使用できる。
【０００６】
このＲＴＭ成形装置は、上記濾過機構と上記減圧機構の間に、上記樹脂排出流路を開閉する流路開閉弁が設けられている場合に、とくに有効なものである。
【０００７】
このようなＲＴＭ成形装置においては、たとえ強化繊維基材の毛羽（とくに、強化繊維基材の毛羽のかたまり）が流出してきた場合にあっても、樹脂排出流路に設けられた濾過機構により、流出してきた強化繊維基材の毛羽が適切に捕捉され、樹脂排出流路における不具合の発生が防止可能となる。とくに、樹脂排出流路に流路開閉弁が設けられている場合、濾過機構はこの流路開閉弁よりも上流に設けられ、流出してきた強化繊維基材の毛羽を捕捉することで弁部分への強化繊維毛羽の流出を防ぐことができ、それによって、弁が常時正常に開閉動作を行えるようになる。ＲＴＭ成形の場合、一般に、樹脂排出流路に排出される樹脂の量は僅かであるため、樹脂とともに排出される強化繊維毛羽の量も僅かであり、濾過機構が閉塞されることはない。
【０００８】
上記成形型の形態はとくに限定されず、例えば成形型が複数の型からなり、該成形型が、上記キャビティ内へ上記液状樹脂を導入する注入ランナーおよびキャビティ内から液状樹脂を導出する排出ランナーを有しているものに構成できる。
【０００９】
本発明に係るＲＴＭ成形方法は、強化繊維基材が配置され減圧された成形型のキャビティ内へＦＲＰのマトリックス樹脂となる液状樹脂を供給するとともにキャビティ内から余剰の液状樹脂を排出するＲＴＭ成形方法において、前記成形型内部を減圧する減圧機構と前記キャビティとの間の樹脂排出流路に濾過機構を設け、該濾過機構により、少なくとも成形型内部から流出してくる強化繊維を捕捉することを特徴とする方法からなる。
【００１０】
このようなＲＴＭ成形方法も、上記濾過機構と上記減圧機構の間に、上記樹脂排出流路を開閉する流路開閉弁を設け、該流路開閉弁によって成形型内部からの液状樹脂の排出を制御する場合に、とくに有効なものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るＲＴＭ成形装置およびＲＴＭ成形方法によれば、ＲＴＭ成形時における強化繊維毛羽などの樹脂排出流路を流出してくる異物を、濾過機構により適切に捕捉濾過することが可能になり、とくに樹脂排出流路の流路開閉弁への毛羽等の噛み込みが発生しなくなる。その結果、毛羽等の流出に伴う不具合の発生を防止でき、樹脂排出流路の開閉操作を自動化することも可能になって、生産性を著しく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】
【００１２】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るＲＴＭ成形装置を示している。図１に示したＲＴＭ成形装置１においては、下型２と上型３からなる成形型４内に形成されるキャビティ５内に、ＦＲＰ成形に供される強化繊維基材６が配置される。このキャビティ５内へＦＲＰのマトリックス樹脂となる液状樹脂７が導入されるが、本実施態様では、液状樹脂タンク８内に貯留されていた液状樹脂７が、ピストン方式の液状樹脂供給機構９により成形型４内に供給される。液状樹脂供給機構９から吐出されてきた液状樹脂７は、樹脂供給流路１０、成形型４内に形成された注入ランナー１１を通して、キャビティ５内へと導入される。導入された液状樹脂７はキャビティ５内に充満され、強化繊維基材６内に含浸される。量的には僅かであるが、余剰の液状樹脂７が、成形型４内に形成された排出ランナー１２を介して樹脂排出流路１３に排出されることにより、キャビティ５内に残留していた気泡なども樹脂とともに排出される。成形型４の内部は減圧機構１４（例えば、真空ポンプ）によって減圧され、樹脂排出流路１３には、樹脂の排出を制御するための流路開閉弁１５が設けられている。
【００１３】
このように構成されたＲＴＭ成形装置１において、樹脂排出流路１３に、とくに樹脂排出流路１３の流路開閉弁１５の上流位置に、少なくとも成形型内部から流出してくる強化繊維を捕捉可能な濾過機構１６が設けられている。濾過機構１６としては、例えば、所定のメッシュサイズの金網を有するもの等を使用できるが、液状の樹脂が透過することができ、かつ、強化繊維基材の毛羽のかたまりを捕捉することができれば、どのような素材であってもよい。また、樹脂とともに排出される強化繊維毛羽の量は僅かであるが、一定量の毛羽が捕捉され濾過抵抗が大きくなった場合には、容易に交換できる構造であることが望ましい。
【００１４】
上記ＲＴＭ成形装置１によるＦＲＰの成形においては、樹脂排出流路１３への排出樹脂とともに、強化繊維基材６の毛羽（とくに、強化繊維基材６の毛羽のかたまり）が流出してくることがある。しかし、強化繊維毛羽が流出してきた場合にあっても、樹脂排出流路１３に設けられた濾過機構１６により、流出してきた強化繊維毛羽が適切に捕捉され、樹脂排出流路１３における不具合の発生が防止可能となる。とくに、流路開閉弁１５よりも上流側に濾過機構１６が設けられているので、流出してきた強化繊維毛羽が濾過機構１６に捕捉されることにより、強化繊維毛羽が流路開閉弁１５部位に流出してしまうことが防止され、強化繊維毛羽噛み込みによる流路開閉弁１５の閉作動不良の発生が防止される。したがって、流路開閉弁１５は、常時、円滑に所望の開閉動作を行うことができるようになり、樹脂排出に伴うキャビティ５内残留気泡の排出等の目標とする操作を、僅かな樹脂排出量で効率よく行うことができるようになる。この円滑な流路開閉弁１５の開閉動作により、生産性の向上が可能となる。また、流路開閉弁１５の開閉操作を自動化することも可能になり、それによって生産性は著しく向上することになる。
【００１５】
なお、本発明に係るＲＴＭ成形におけるＦＲＰ（繊維強化樹脂）とは、強化繊維により強化された樹脂を指し、強化繊維基材に用いる強化繊維としては、炭素繊維の他、例えば、ガラス繊維等の無機繊維や、ケブラー繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ボロン繊維、ＰＢＯ繊維などの有機繊維からなる強化繊維を使用することも可能である。ＦＲＰ成形品の剛性等の制御の容易性の面からは、とくに炭素繊維が好ましい。ＦＲＰのマトリックス樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、さらには、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂も使用可能である。また、成形するＦＲＰ成形品の構成としては、ＦＲＰ部分のみからなるものは勿論のこと、例えば、比重の小さいコア材を有し、そのコア材の片面側あるいは両面側にＦＲＰ板を配置した部材構成とすることも可能である。このようなコア材を有する場合のコア材の材質としては、弾性体や発泡材、ハニカム材の使用が可能であり、軽量化のためにはとくに発泡材が好ましい。発泡材の材質としては特に限定されず、例えば、ポリウレタンやアクリル、ポリスチレン、ポリイミド、塩化ビニル、フェノールなどの高分子材料のフォーム材などを使用できる。ハニカム材としては特に限定されず、例えばアルミニウム合金、紙、アラミドペーパー等を使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明に係るＲＴＭ成形装置およびＲＴＭ成形方法は、ＦＲＰのあらゆるＲＴＭ成形に適用可能であり、とくに成形サイクルを繰り返す量産品の成形に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様に係るＲＴＭ成形装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  ＲＴＭ成形装置
２  下型
３  上型
４  成形型
５  キャビティ
６  強化繊維基材
７  液状樹脂
８  液状樹脂タンク
９  液状樹脂供給機構
１０  樹脂供給流路
１１  注入ランナー
１２  排出ランナー
１３  樹脂排出流路
１４  減圧機構
１５  流路開閉弁
１６  濾過機構
【図１】
2009034844.tif 000003