(57)【要約】【課題】複数回のバキューム成形に亘ってフィルム材を再利用することができるバキューム成形技術を提供する。【解決方法】バキューム成形装置１０は、カーボン繊維（素材）５０を所定の形状を有する製品に成形する成形面２２を有するプリフォーム型（成形型）１２と、プリフォーム型１２の成形面２２を気密に覆うバッグフィルム（フィルム材）３０を備えている。バッグフィルム３０には、成形前後のカーボン繊維５０を成形面２２とバッグフィルム３０の間に出し入れ可能に開閉するファスナ部４０が形成されている。そのため、カーボン繊維５０を成形面２２とバッグフィルム３０の間に出し入れする際に、ファスナ部４０を通して出し入れすることができ、プリフォーム型１２に接合されているバッグフィルム３０を取り外す必要がない。複数回のバキューム成形に亘ってバッグフィルム３０を再利用することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材を所定の形状を有する製品に成形する成形面を有する成形型と、
前記成形型の前記成形面を気密に覆うフィルム材を備えており、
前記フィルム材には、成形前の前記素材と成形後の前記製品を前記成形面と前記フィルム材の間に出し入れ可能に開閉するファスナ部が形成されていることを特徴とするバキューム成形装置。
【請求項２】
閉口状態の前記ファスナ部に装着され、前記ファスナ部の両辺を狭持するシール補助部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のバキューム成形装置。
【請求項３】
前記シール補助部材が前記ファスナ部に装着された際に対向し合う前記ファスナ部の外面と前記シール補助部材の内面に、互いに係合する係合部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のバキューム成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材を所定の形状を有する製品にバキューム成形する技術に関する。特に、素材を成形する成形面を有する成形型とその成形面を気密に覆うフィルム材を用いてバキューム成形する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、素材を所定の形状を有する製品にバキューム成形する技術が開示されている。この技術では、成形型の成形面に素材を積層し、素材の上からフィルム材で成形面を覆い、フィルム材と成形面で囲まれる空間を吸引により減圧する。これによって、素材が成形面へと押し付けられ、成形面に倣う形状を有する製品へと成形される。この技術では、成形時の素材が減圧下に置かれることから、成形後の製品にボイドや空気溜りが形成されることが抑制される。また、素材に均一な圧力が印加されることから、均一な厚みの製品が形成される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５３８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術を用いる場合、フィルム材と成形面で囲まれる空間を確実に減圧するために、フィルム材と成形型を気密に接合する必要がある。そのことから、特許文献１の技術を用いる場合には、粘着力の高いシールテープ等を用いてフィルム材を成形型に接合する必要がある。
その一方において、バキューム成形した後は、バキューム成形された製品を取り出すために、フィルム材を成形型から取り外す必要がある。このとき、粘着力の高いシールテープ等を用いてフィルム材が成形型に接合されていると、成形型からシールテープやフィルム材をきれいに取り外すことは難しい。例えば、成形型からフィルム材を取り外す際に、フィルム材やシールテープが破れてしまう。また、フィルム材から取り外したシールテープがフィルム材の別の部位に再度付着し、フィルム材が汚れてしまう。また、取り外したシールテープの粘着面にゴミが付着し、シールテープの粘着力が低化してしまう。フィルム材とシールテープを再利用することは困難であり、製造コストが上昇してしまう問題が生じていた。
本発明は上記の課題を解決する。すなわち本発明は、複数回のバキューム成形に亘ってフィルム材を再利用することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、素材を所定の形状を有する製品にバキューム成形するバキューム成形装置に関する。この成形装置は、素材を所定の形状を有する製品に成形する成形面を有する成形型と、成形型の成形面を気密に覆うフィルム材を備えている。本発明のフィルム材には、成形前の素材と成形後の製品を成形面とフィルム材の間に出し入れ可能に開閉するファスナ部が形成されている。ファスナ部は気密に閉口することができる。ファスナ部を閉口することで成形型の成形面がフィルム材で気密に覆われる。
【０００６】
このバキューム成形装置では、成形前の素材や成形後の製品を、フィルム材に形成されたファスナ部を通して、成形面とフィルム材の間に出し入れすることができる。そのことから、フィルム材を成形型から取り外す必要がない。
このバキューム成形装置によると、複数回のバキューム成形に亘ってフィルム材を再利用することができる。
【０００７】
上記したバキューム成形装置では、閉口状態のファスナ部に装着され、ファスナ部の両辺を狭持するシール補助部材をさらに備えていることが好ましい。
上記のようなシール補助部材を用いることで、成形面とフィルム材の間を吸引して減圧する際に、減圧によってファスナ部が開口してしまうことを防止することができる。ファスナ部における気密性が確保され、成形面とフィルム材の間の空間を十分に減圧することができる。
【０００８】
上記したバキューム成形装置では、シール補助部材がファスナ部に装着された際に対向し合うファスナ部の外面とシール補助部材の内面に、互いに係合する係合部が形成されていることが好ましい。
この構成によると、成形面とフィルム材の間の空間を減圧する際に、ファスナ部が開口してしまうことを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フィルム材を再利用することができ、バキューム成形に必要な製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための好適な形態を列記する。
（形態１）  フィルム材は、成形型に接合されている。
（形態２）  フィルム材と成形型の接合には、シールテープ（例としてブチルテープ）が用いられている。
（形態３）  フィルム材には、フィルム材と成形面で囲まれる空間を吸引するための吸引口が形成されている。
（形態４）  吸引口は、ファスナ部の一部に形成されており、ファスナ部は吸引口を兼用している。
（形態５）  シール補助部材は、ファスナ部の全長に亘って装着される。
【実施例】
【００１１】
本発明を具現化した実施例について図面を参照しながら説明する。図１は本実施例のバキューム成形装置１０を示す。バキューム成形装置１０は、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastic  以下、ＦＲＰという）製品をバキューム成形する装置である。なお、本実施例のバキューム成形装置１０は、ＦＲＰ構造を有する最終製品の予備成形を行うものであり、ＦＲＰ構造を有するプリフォーム製品（予備成形した半製品）を製造するものである。
図１に示すように、バキューム成形装置１０は、プリフォーム型１２（成形型）とバッグフィルム（フィルム材）３０を備えている。
プリフォーム型１２の上面１２ａに、窪み１４が形成されている。窪み１４の表面には、製品形状を転写した形状を有する成形面２２が形成されている。プリフォーム型１２の窪み１４には、ＦＲＰ製品の成形時に、その素材となるカーボン繊維５０が積層される。カーボン繊維５０は、予め樹脂が含浸されているプリプレグである。積層したカーボン繊維５０の表面には、フッ素樹脂フィルム２０が載置される。フッ素樹脂フィルム２０は、カーボン繊維５０がバキューム成形された際に、カーボン繊維５０がバッグフィルム３０に直接的に接触することを防止する。
【００１２】
バッグフィルム３０は、プリフォーム型１２の成形面２２を覆うように配置されている。バッグフィルム３０は、シールテープ３２を用いてプリフォーム型１２に接合されている。バッグフィルム３０は、プリフォーム型１２に気密に接合されている。また、バッグフィルム３０は耐熱性を備えている。そのため、バキューム成形に含まれる加熱工程においても、変形、変質することがない。
バッグフィルム３０には、ファスナ部４０が形成されている。ファスナ部４０は、バッグフィルム３０に形成された開閉自在の開口部である。ファスナ部４０は、バキューム成形前のカーボン繊維５０（素材に対応する）及びバキューム成形後のカーボン繊維５０（製品に対応する）を、出し入れ可能なサイズに開口することができる。一方、ファスナ部４０は、閉口した状態でのシール性に優れており、ファスナ部４０を閉口することで、バッグフィルム３０と成形面２２の間の成形空間５２が気密に閉塞される。ファスナ部４０は、プリフォーム型１２の側面に対向する位置に形成されており、プリフォーム型１２の成形面２２から離れて位置している。それにより、後述するバキューム成形時において、ファスナ部４０がカーボン繊維５０に接触することが防止され、カーボン繊維５０にファスナ部４０の圧接痕が形成されることがない。
【００１３】
図２は、バキューム成形装置１０によるプリフォーム製品のバキューム成形の流れを示すフローチャートである。以下、図２を用いて、プリフォーム製品のバキューム成形の流れを説明する。
先ず、図２のステップＳ１０において、バッグフィルム３０のファスナ部４０を開口する。ファスナ部４０を開口することによって、プリフォーム型１２の成形面２２に、ファスナ部４０を通してカーボン繊維５０を積層できる状態となる。
次に、ステップＳ２０において、プリフォーム型１２の成形面２２に、複数枚のカーボン繊維５０を積層する。本実施例では、バッグフィルム３０にファスナ部４０が形成されているので、ファスナ部４０を開口することで、ファスナ部４０を通してカーボン繊維５０を成形面２２に積層することができる。カーボン繊維５０を成形面２２に積層した後に、ファスナ部４０を閉口する。ファスナ部４０は気密に閉口することができるので、ファスナ部４０を閉口した状態では成形面２２とバッグフィルム３０の間の成形空間５２の気密性が確保される。
【００１４】
次に、ステップＳ３０において、成形面２２とバッグフィルム３０の間の成形空間５２を吸引により減圧する。バッグフィルム３０には予め吸引口５４が形成されており、吸引口５４を外部の真空ポンプ等に接続することで、成形面２２とバッグフィルム３０の間の成形空間５２を減圧することができる。これによって、図３に示すように、バッグフィルム３０が外圧によりプリフォーム型１２に押し付けられ、ステップＳ２０で成形面２２に積層されたカーボン繊維５０が、成形面２２へと押し付けられる。成形面２２には、予め目的の形状であるプリフォーム製品の転写形状が形成されており、カーボン繊維５０の積層体が目的の形状を有するプリフォーム製品へとバキューム成形される。
【００１５】
ここで、吸引口５４は、プリフォーム型１２の成形面２２から離れて位置していることが好ましい。それにより、バキューム成形時において、吸引口５４がカーボン繊維５０に接触することが防止され、カーボン繊維５０に吸引口５４の圧接痕が形成されることがない。更には、ファスナ部４０の一部が吸引口５４を兼用していてもよい。ファスナ部４０が吸引口５４を兼用することで、バッグフィルム３０を成形面２２に対して配置する際に、ファスナ部４０と吸引口５４を同時に成形面２２から遠ざけて配置することが容易となる。また、バッグフィルム３０に形成する開口部を減らすことができ、バッグフィルム３０の気密性が低下することを防止することができる。
【００１６】
次に、ステップＳ４０において、カーボン繊維５０の形状を安定させるために、成形面２２とバッグフィルム３０の間の成形空間５２を減圧した状態を所定時間に亘って維持する。カーボン繊維５０の形状を安定させる際には、必要に応じてカーボン繊維５０の加熱を行うとよい。そのことから、バキューム成形装置１０のプリフォーム型１２にヒータ等を設けておくとよい。
【００１７】
次に、ステップＳ５０において、バッグフィルム３０のファスナ部４０を再び開口する。ファスナ部４０を開口することによって、プリフォーム型１２の成形面２２から、ファスナ部４０を通して成形後のカーボン繊維５０を取り出すことが可能な状態となる。
次に、ステップＳ６０において、カーボン繊維５０を成形面２２から取り出す。ファスナ部４０を通して成形後のカーボン繊維５０を取り出すことができるので、バッグフィルム３０をプリフォーム型１２から取り外す必要はない。
【００１８】
続けてバキューム成形を行う場合には、開口したファスナ部４０を通して成形面２２に成形前のカーボン繊維５０を積層する（図２のステップＳ２０に戻る）。本実施例のバキューム成形装置１０では、ファスナ部４０からカーボン繊維５０を取り出す際に、バッグフィルム３０をプリフォーム型１２から取り外さないので、カーボン繊維５０を積層する際にも、バッグフィルム３０をプリフォーム型１２に接合する必要がない。バキューム成形工程を簡略化することができ、バキューム成形の量産性を向上させることができる。
【００１９】
本実施例のバキューム成形装置１０では、バッグフィルム３０にファスナ部４０が形成されている。バキューム成形されたカーボン繊維５０を取り出す際に、ファスナ部４０を通してカーボン繊維５０を取り出すことができ、バッグフィルム３０をプリフォーム型１２から取り外す必要がない。複数回のバキューム成形に亘ってバッグフィルム３０やシールテープ３２を再利用することができ、バッグフィルム３０やシールテープ３２を交換する回数を減らすことができる。バキューム成形の製造コストを減少させることができるとともに、バキューム成形に要する時間を短縮することもできる。
【００２０】
上記に対して、バッグフィルム３０にファスナ部４０が形成されていない場合、バキューム成形されたカーボン繊維５０を取り出す際に、バッグフィルム３０をプリフォーム型１２から取り外す必要がある。プリフォーム型１２とバッグフィルム３０は、成形面２２とバッグフィルム３０の間を気密に閉塞するために、シールテープ３２によって接合されている。従って、プリフォーム型１２からバッグフィルム３０やシールテープ３２をきれいに取り外すことは非常に困難である。プリフォーム型１２からバッグフィルム３０を取り外す際に、バッグフィルム３０やシールテープ３２が破れてしまうことがある。また、バッグフィルム３０から取り外したシールテープ３２がバッグフィルム３０の別の部位に再度付着し、シールテープ３２の粘着面によってバッグフィルム３０が汚れてしまうことがある。また、取り外したシールテープ３２の粘着面にゴミが付着し、シールテープ３２の粘着力が低下することがある。バッグフィルム３０やシールテープ３２が破れたり、汚れたりした場合、バッグフィルム３０やシールテープ３２を再利用することができず、バッグフィルム３０やシールテープ３２の交換が必要となる。その結果、バキューム成形の製造コストが増加することになる。また、交換作業に時間が必要となり、同一のプリフォーム型１２を用いてバキューム成形の量産が困難となる。
【００２１】
本実施例のバキューム成形装置１０は、閉口状態のファスナ部４０に装着されるシール補助部材６０を更に備えていることが好ましい。シール補助部材６０もバッグフィルム３０と同様に、バキューム成形に含まれる加熱工程に耐えることができる耐熱性を備えている。図４は、図１のIV−IV線の位置において、シール補助部材６０が装着されたときのファスナ部４０の断面を示す。図４に示すように、シール補助部材６０が開口状態のファスナ部４０に装着されると、ファスナ部４０の両辺４２、４４がシール補助部材６０の挟み口６２に挟まれ、ファスナ部４０の両辺４２、４４が狭持される。
これによって、成形面２２とバッグフィルム３０の間の成形空間５２を吸引により減圧した際に、ファスナ部４０を確実に閉口状態に維持することができる。ファスナ部４０を形成したバッグフィルム３０を用いて、確実にバキューム成形を行うことができる。
【００２２】
更には、図５に示すように、シール補助部材１６０がファスナ部１４０に装着された際に対向するファスナ部１４０の辺１４２、１４４の外面１４２ｂ、１４４ｂとシール補助部材１６０の内面１６０ａに、ファスナ部１４０の辺１４２、１４４に沿って伸びる係合部１６６が形成されていることが好ましい。具体的には、ファスナ部１４０の辺１４２、１４４の外面１４２ｂ、１４４ｂには、凸部１６２が形成されている。シール補助部材１６０の内面１６０ａには、凸部１６２に対応した凹部１６４が形成されている。シール補助部材１６０がファスナ部１４０に装着された際に、凸部１６２と凹部１６４が係合することによって、ファスナ部４０を閉口状態に維持する効果を向上させることができる。
【００２３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施例のバキューム成形装置１０を示す。
【図２】バキューム成形のフローチャートを示す。
【図３】本実施例のバキューム成形装置１０を示す。
【図４】ファスナ部４０の拡大した断面図を示す。
【図５】ファスナ部１４０の拡大した断面図を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１０・・・・バキューム成形装置
１２・・・・プリフォーム型
１４・・・・窪み
２０・・・・フッ素樹脂フィルム
２２・・・・成形面
３０・・・・バッグフィルム
３２・・・・シールテープ
４０・・・・ファスナ部
４２、４４・・・辺
５０・・・・カーボン繊維
５４・・・・吸引口
６０・・・・シール補助部材
１４２ｂ、１４４ｂ・・辺の外面
１６０ａ・・・シール補助部材の内面
１６２・・・凸部
１６４・・・凹部
１６６・・・係合部
【図１】
2009286006.tif 000003
【図２】
2009286006.tif 000004
【図３】
2009286006.tif 000005
【図４】
2009286006.tif 000006
【図５】
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