JP2003011136A

JP2003011136A - Ｆｒｐ製大型面状体の製造方法

Info

Publication number: JP2003011136A
Application number: JP2001196103A
Authority: JP
Inventors: Shunei Sekido; 俊英関戸
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-15
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP4761178B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＦＲＰ製大型面状体を、高価な設備を使用す
ることなく安価に製造でき、かつ、比較的狭いスペース
でも高い成形効率をもって短い成形サイクルで成形でき
る、量産性に優れたＦＲＰ製大型面状体の製造方法を提
供する。【解決手段】片面成形型上に強化繊維基材と樹脂拡散
通路形成部材とを配置する配置工程と、成形型の成形面
全体をバッグ材で覆うバギング工程と、成形型とバッグ
材で囲まれた成形部を吸引により減圧する減圧工程と、
成形型を含め成形部全体を熱風により所定の温度に加熱
する熱風加熱工程と、前記減圧された成形部に熱硬化性
樹脂を注入し、前記樹脂拡散通路形成部材を介して注入
樹脂を拡散させつつ前記強化繊維基材に含浸する樹脂注
入・拡散・含浸工程と、前記熱硬化性樹脂の硬化に必要
な温度に保つ保温工程と、を有することを特徴とするＦ
ＲＰ製大型面状体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＲＰ製大型面状
体の製造方法に関し、とくに、航空機用部材等の最大長
さ５ｍ以上にも及ぶ大型の面状体をＦＲＰ（繊維強化プ
ラスチック）にて効率よく安価に成形する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＦＲＰ、とくにＣＦＲＰ（炭素繊維強化
プラスチック）は、軽量で高い機械特性を発揮できるこ
とから、大型の面状体の構成材料として検討され始めて
いる。たとえば、航空機用部材として、中、小型飛行機
や大型旅客機、軍用機、スペースシャトルなどの一次構
造材（胴体や主翼、尾翼、翼リブ等）、二次構造材（フ
ェアリングやコントロールサーフェス、トレーリングエ
ッジ等）への採用、翼状部材（たとえば、大型風車用翼
状体等）や大型円周分割曲面部材（たとえば、煙突や煙
道用曲面体等）への採用、鉄道車両用部材（たとえば、
先頭車両分割部材、旅客車両分割構体等）への採用が検
討され始めている。

【０００３】このような大型の面状体をＦＲＰで従来方
法により成形しようとすると、通常、プリプレグを準備
し、高価な両面型、オートクレーブを用いて成形する方
法が考えられる。

【０００４】しかしながら、このような方法では、著し
く高価なオートクレーブ設備が必要になるとともに、高
価な大型の高強度両面型、プリプレグ保冷用の冷凍庫な
ども必要となり、さらに多大な成形工数も必要となるた
め、成形コストが著しく高くなる。また、各工程それぞ
れ別個に広い生産スペースが必要になるとともに、成形
サイクルが長くなるため、量産性に乏しく、生産性も悪
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、ＦＲＰ製大型面状体を、高価な設備を使用すること
なく安価に製造でき、かつ、比較的狭いスペースでも高
い成形効率をもって短い成形サイクルで成形できる、量
産性に優れたＦＲＰ製大型面状体の製造方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るＦＲＰ製大型面状体の製造方法は、片
面成形型上に強化繊維基材と樹脂拡散通路形成部材とを
配置する配置工程と、成形型の成形面全体をバッグ材で
覆うバギング工程と、成形型とバッグ材で囲まれた成形
部を吸引により減圧する減圧工程と、成形型を含め成形
部全体を熱風により所定の温度に加熱する熱風加熱工程
と、前記減圧された成形部に熱硬化性樹脂を注入し、前
記樹脂拡散通路形成部材を介して注入樹脂を拡散させつ
つ前記強化繊維基材に含浸する樹脂注入・拡散・含浸工
程と、前記熱硬化性樹脂の硬化に必要な温度に保つ保温
工程と、を有することを特徴とする方法からなる。

【０００７】このＦＲＰ製大型面状体の製造方法におい
ては、上記樹脂拡散通路形成部材としては、シート状の
樹脂拡散媒体を用いることもできるし、樹脂通路用溝が
形成されたコア材を用いることもでき、それら両方を用
いることもできる。強化繊維基材とシート状の樹脂拡散
媒体を用いれば、ＦＲＰスキン構造を有する大型面状体
を成形することができ、樹脂通路用溝が形成されたコア
材を用いれば、いわゆるＦＲＰサンドイッチ構造を有す
る大型面状体を成形することができる。

【０００８】本発明において特に効果が得られるのは、
たとえば、最大長さ５ｍ以上の面状体を成形する場合や
最大幅２ｍ以上の面状体を成形する場合である。また、
面積としては、特に、たとえば３０〜５０ｍ²程度のＦ
ＲＰ製面状体の成形に適用して好適なものである。

【０００９】上記強化繊維基材としては、炭素繊維の織
物を含むものであることが好ましい。特に９０％以上が
炭素繊維の織物であることが好ましい。織物の形態であ
ると、広い面積、長尺のものであっても取扱いが容易に
なり、また、炭素繊維基材とすることで高い機械物性が
容易に得られる。炭素繊維の織物としては、一方向性織
物（横糸にはガラス繊維や合成繊維糸を用いればよ
い。）、平織物（扁平糸織物も含む）、綾織物，繻子織
物、多軸織物、三次元織物、三次元編組等を使用でき
る。

【００１０】上記強化繊維基材は複数枚積層配置するこ
ともできる。この場合、強化繊維基材同士が部分的に互
いに固定されていると、広い面積や長尺のものにあって
も、ずれを生じさせることなく、型への賦形を行うこと
が可能になる。たとえば、予め、積層された強化繊維基
材を厚み方向に少なくとも一カ所固定された状態で成形
型面に配置することができる。固定方法としては、ステ
ッチ、固着剤（熱可塑性粒子、合成繊維、熱硬化性樹脂
噴霧等）による熱融着か熱硬化を採用すればよい。

【００１１】マトリックス樹脂として使用する熱硬化性
樹脂として、ガラス転移温度が１２０℃以上の高耐熱性
樹脂を用いることが好ましい。また、良好な拡散、含浸
性を得るために、成形時の型温度での粘度が５ポイズ以
下の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。このような
高耐熱性樹脂として、たとえば、エポキシ樹脂、ビスマ
レイイミド樹脂、硬化型ポリイミド樹脂やフェノール樹
脂等の高耐熱性熱硬化性樹脂を使用できる。

【００１２】また、コア材を用いる場合には、たとえ
ば、１００℃加熱状態で真空圧が作用した時の収縮率が
５％以下の耐熱性コア材を用いることが好ましい。この
ようなコア材として、たとえば、塩化ビニル製又はポリ
メタクリルイミド製のフォームコアやバルサコア等の耐
熱性コア材を用いることができる。

【００１３】また、樹脂注入、含浸温度と樹脂硬化温度
とが２０℃以上離れている条件（ステップキュア）を採
用することも可能である。また、良好な拡散、含浸性を
確保するために、マトリックス樹脂が注入時の型温での
粘度が３００ｃｐ以下の熱硬化性樹脂を使用することが
好ましい。

【００１４】また、成形型を熱風により昇温させながら
樹脂を注入することもでき、成形サイクルを短縮して、
より効率のよい量産向きの成形を行うこともできる。注
入温度、硬化温度に関しては、たとえば、成形型の温度
が１００℃以下のときに樹脂の注入を開始し、１００℃
以上で樹脂を硬化させるような形態を採用することがで
きる。

【００１５】このようにキャビティ内を真空吸引して空
気を排出しながら良好な拡散、含浸性を確保しつつ、広
い面積にわたって注入樹脂を十分に行き渡らせることに
より、たとえば、成形体のボイド発生率にて０．２％以
下の大型成形品を得ることが可能である。

【００１６】熱風による加熱には、熱風循環型加熱オー
ブンや局部排気型熱風発生機（ブロワーで送風）等を使
用することができる。熱風の温度むらとしては、±５℃
以下に納めることが好ましい。

【００１７】大型の面状体を成形するに際し、複数の減
圧吸引口を介して成形部を減圧し、複数の樹脂注入口か
ら樹脂を注入することができる。複数の樹脂注入口から
の樹脂注入開始のタイミングをずらすことができ、時間
差をもって順次樹脂注入することができる。即ち、樹脂
流動は樹脂注入口より遠ざかるに従って、流動抵抗の増
加により非線型的に遅くなる。従って、注入口を複数に
して、新しく樹脂注入を開始することにより、広い面
積、長尺の成形体に対しても、充分対応することも可能
で、比較的短時間で樹脂含浸できるとと共に、また各部
位に樹脂含浸洩れによるボイド等を生じさせることな
く、良好な成形状態を確保することが可能になる。ま
た、複数の減圧吸引口や複数の樹脂注入口を適切に配置
しておくことで、比較的複雑な形状や構造を有する成形
体に対しても、たとえば、局部的にリブを有するスキン
構造体、該リブの一部に開口部分（穴開き部）を有する
スキン構造体、サンドイッチ構造部分の周囲がスキン構
造をなすサンドイッチ構造体などに対しても、適切に対
応できるようになる。

【００１８】また、本発明に係るＦＲＰ製大型面状体の
製造方法においては、注入された樹脂がゲル化するまで
吸引し続けるようにすることができ、それによって、よ
り確実に樹脂の拡散を達成できると共に、樹脂から発生
する揮発性ガスの残存によるボイドの発生も防止でき
る。

【００１９】樹脂拡散通路形成部材は、そのまま成形品
と一体に成形品内に残すこともでき、成形後に成形品か
らシート状の樹脂拡散媒体を剥離除去することもでき
る。樹脂拡散媒体を剥離除去する場合には、樹脂拡散媒
体と強化繊維基材との間に、剥離しやすい離型織布であ
るピールプライを介装しておけばよい。

【００２０】このような本発明に係るＦＲＰ製大型面状
体の製造方法においては、従来のプリプレグ／オートク
レーブ方式による成形に比べ、片面型でよく、その型
も、真空圧に耐え得るだけの低強度な非金属等の安価な
型でよく、かつ、オートクレーブ設備やプリプレグ保冷
用の冷凍庫等の高価なが不要であり、安価な熱風を加熱
熱源とすることができる。また、プリプレグに比べ安価
な強化繊維基材を直接使用でき、成形のための工数も少
なくて済む。さらに、オートクレーブ設備やプリプレグ
保冷用の冷凍庫等が不要であることから、成形用のスペ
ースが少なくて済み、強化繊維基材のレイアップから、
樹脂注入、硬化、脱型までを同一の場所で行うことがで
きる。したがって、生産設備費、製造コストを著しく低
減できるとともに、比較的狭い場所で大型面状体を成形
することが可能になる。

【００２１】また、同一場所で賦形から脱型まで行うこ
とができ、所定温度への加熱も熱風を用いて成形型、成
形部全体を速やかに加熱できるから、成形サイクルが短
くなり、極めて高い成形効率を達成できる。したがっ
て、優れた量産性も同時に達成される。

【００２２】また、樹脂注入は真空圧による圧力差（最
大１ｋｇ／ｃｍ²）でなされるが、より高圧で樹脂を吐
出できれば、一層効果的に樹脂注入が可能となる。その
ためには、樹脂槽を成形型面より高い位置に設置すると
良い。それによって、流体力学的なヘッド差が増圧でき
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を、望ましい実施
の形態とともに、図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施態様に係るＦＲＰ製大型面状体の製
造方法の工程フローを示している。図１に示した工程に
ついて、順に説明する。

【００２４】強化繊維基材準備工程（図示例では、織
物基材準備）たとえば炭素繊維の一方向性織物（横糸にはガラス繊維
や合成繊維糸を用いればよい。）を含む各種の織物（平
織物（扁平糸織物も含む）、綾織物，繻子織物、多軸織
物、三次元織物、三次元編組等）を所定のサイズ、形状
に裁断して、成形型面上に配置可能な状態に準備する工
程である。この場合、成形用型面とは別の簡易型（例え
ば、木製や樹脂製型）で製品と近似の形状に予め賦形し
固着して置いたり（プリフォーム化）、織物基材を積層
し成形型面上に配置した際に生じ易い各基材のずれや乱
れを防止するために、全面積の少なくとも一カ所におい
て局部的に基材間を固定することもある。その基材の賦
形後の固着手段や基材間の固定手段としては、ピンポイ
ント的又はライン状に熱可塑性樹脂粒子を散布したり、
熱硬化性樹脂を噴霧を散布したり、また熱可塑性繊維を
配置したりして、その後それらの部位を熱プレスする方
法を用いることができる。また、上記プリフォーム化に
おいて、上記織物基材を賦形する際、該基材に適度の張
力（例えば、１０ｃｍ当たりに２００ｇ〜５００ｇ）を
付与して行い、次の固着の際まで該張力を保持するよう
にすると良い。

【００２５】樹脂準備工程マトリックス樹脂としては、耐熱性の高い熱硬化性樹
脂、特に加熱することによってガラス転移温度Ｔｇが１
００℃以上、望ましくは１２０℃以上の樹脂を選定する
ことが好ましい。又、樹脂の粘度が成形時の型温度での
粘度が５ポイズ以下、望ましくは２ポイズ以下の熱硬化
性樹脂を用いることが好ましい。又、その樹脂の常温時
引張り伸度は耐衝撃性や疲労特性の点から３％以上、望
ましくは4.5 ％以上とすることが好ましい。そのような
樹脂としては、エポキシ樹脂やビスマレイイミド樹脂、
熱硬化型ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等を使用する
ことができる。上記のような熱硬化性樹脂は、通常、主
剤と硬化剤に分けられるが、それぞれを真空脱泡するこ
とが好ましい。その場合、泡抜けを良くするために攪拌
したり加熱したりすることができる。そして、樹脂注入
直前にそれらを緩やかに攪拌して混合する。

【００２６】コア材加工・準備工程サンドイッチ構造体を成形する場合には、所定の溝加工
を行ったコア材を準備する。コア材には、１００℃加熱
状態（望ましくは１２０℃加熱状態）で真空圧が作用し
た時の収縮率が５％以下の耐熱性があることが好まし
い。コア材としては多孔質やソリッド状のもののどちら
でもよいが、外周面から樹脂が浸透しないことが必要で
あり、フォーム材の場合独立気泡発泡体である必要があ
る。又、用途によっては、吸湿性の低い材料（例えば、
吸湿後の膨潤率が５％以下）が求められる場合がある。
具体的な材料としては、塩化ビニル製（たとえば、”ク
レゲセル”（商品名））やポリメタクリルイミド製（た
とえば、”ロハセル”（商品名））のフォームコアや、
それらのフォームコアが詰められたアルミ製ハニカムコ
アなどが掲げられる。また、木製コアやバルサコア等も
適用可能である。

【００２７】成形型面へのレイアップ工程上記強化繊維基材やコア材を、予め離型剤が塗布された
成形型面上にレイアップする。この場合、基材やコア材
が動かないように粘着テープや重量物を基材やコア材の
端部に置いて仮固定する場合もある。又、コア材と基材
の固定のために、スプレー糊や熱硬化性樹脂を適量局部
的に噴霧してもよい。

【００２８】副資材セット工程ＦＲＰスキン構造を成形する場合、樹脂の流動を容易に
するために樹脂流動抵抗の低い網目状からなる樹脂拡散
媒体を、そしてその樹脂拡散媒体と基材との間に離型用
織布（ピールプライ）を重ねて配置する。又、特にサン
ドイッチ構造の場合、非型面側の基材とバギング材との
間に比較的剛性を有する押圧板（たとえば、ガラス繊維
基材で補強した厚さ１〜２ｍｍ程度の樹脂製プレート）
を配置することにより、平滑性を発揮させることもでき
る。その押圧板は複数枚設けて配置しながら繋ぎ合わせ
てもよい。そして、真空吸引（減圧吸引）ライン及び樹
脂注入ラインをセットする。具体的には開口部を有する
ライン状機材（たとえば、アルミニウム製Ｃ型チャンネ
ル材）を基材の端部周辺に配置し、該ライン状機材の端
部に樹脂製チューブを連通させる。

【００２９】成形面全体をバギング／内部を真空吸引
する工程成形用基材と副資材を型面上に配置した後、たとえば、
それらの外周の型面上にシール用粘着性テープを貼り付
け、その上にバッグ材として例えばバギング用フィルム
を配置して成形面上の成形部全体を覆う。また、強化繊
維基材の体積含有率をより向上させる場合には、樹脂注
入後、バッグ内の圧力上昇を防止する効果を発揮させる
ために、更に該バギング用フィルムの外側にもう一重バ
ギング用フィルムを被覆してもよい。又、経済性を高め
るためにバッグ材として、再使用が可能なシリコーンゴ
ム製などのラバーシートを用いてもよい。更に、ヒータ
を内蔵したラバーシートは加熱、保温上より効果的な場
合もある。そして、バギングした内部を真空吸引してボ
イドの原因となる空気を極力排出しておくと共に、真空
圧によって基材を押圧して強化繊維基材の繊維体積含有
率を高めることが好ましい。そして、その繊維体積含有
率が少なくとも４５％以上、望ましくは５０％以上とな
るように基材の積層条件を決めることが好ましい。

【００３０】成形型全体を熱風加熱する工程成形型を含め成形部全体を熱風で加熱する。すなわち、
注入後の樹脂を硬化するための熱源として、成形型全体
を加熱する熱風を適用する。特に、スキン構造体の成形
には、型内に熱源を保有しなくとも基材の上面から効率
的に加熱できる。たとえば、成形型全体を加熱オーブン
内に投入して密閉し、オーブン内で熱風を循環させる方
法が熱効率が高く最も好ましいが、断熱材で簡易的な部
屋を作製して成形型全体を覆い、その中に熱風をブロア
ーで送風する方法でもよい。何れにしても、型の加熱を
目標加熱温度に対し±５℃以下（望ましくは±２℃以
下）の範囲に納めることが好ましい。熱風加熱により、
オートクレーブに比べ、高い経済性を達成できる。但
し、既設のオートクレーブがそのまま利用できる場合に
は、温度斑の点で優れるオートクレーブを利用してもよ
い。

【００３１】樹脂注入・含浸工程予め脱泡しておいた主剤と硬化剤を容器に入れて空気が
混入せぬように穏やかに攪拌・混合する。そして、たと
えば真空吸引を続行しながら樹脂注入ラインに連通した
チューブ端を上記容器の樹脂内に投入し、基材を配置し
た型のキャビティ内に樹脂を大気圧の押圧力で流入させ
る。該キャビティ内に流入した樹脂は、スキン構造の場
合には樹脂拡散媒体内を、サンドイッチ構造の場合はコ
アに加工した溝内を面方向に流れて拡散するとともに、
やがて強化繊維基材内に浸透して行くことによって強化
繊維基材内に含浸していく。基材への含浸が終了する
と、やがて樹脂は真空吸引ラインへと流出する。本発明
におけるように５ｍ以上もの大型成形体を成形する場
合、樹脂の注入速度を所定レベルより低下させて、全体
への含浸が終了する前に樹脂のゲル化が始まることが生
じないように、樹脂の注入ラインを複数にする場合が多
い。又、同様に真空吸引ラインも複数にする場合もあ
る。そのように複数のラインを設ける場合、各樹脂注入
ラインに樹脂を流すタイミングは必ずしも一定や同時で
はなく、未含浸部分が生じないように樹脂の流動状況を
観察しながら判断することが好ましい。バッグ材が透明
または半透明のものであれば、樹脂の流動状況を容易に
観察することができる。

【００３２】樹脂を加熱硬化する工程含浸が終了した後には樹脂注入を停止し、樹脂注入ライ
ンに空気が流入しないように樹脂注入用チューブを完全
に閉鎖することが望ましい。その状態で、所定の温度を
なす熱風を所定の時間送風しながら成形部全体を加熱し
続けることによって、含浸した樹脂を硬化させる。

【００３３】（10）成形品を脱型する工程加熱硬化後に、ＦＲＰ成形品を脱型する。脱型時に変形
しないまでに剛性を有していることを確認し、バギング
用フィルムやラバーシートを取り除いて成形体を型上よ
り脱型する。樹脂拡散通路形成部材をそのまま成形品内
に残すこともできるし、必要に応じて、樹脂拡散通路形
成部材、とくにシート状の樹脂拡散媒体を成形後に成形
品から剥離除去することもできる。樹脂拡散媒体と強化
繊維基材との間に予めピールプライを介装しておけば、
容易に剥離除去することができる。

【００３４】

【実施例】以下に、より具体的な実施例について説明す
る。まず、成形条件と成形装置の構成仕様について、以
下のような実施例を実施した。 (1)形状；弓形状曲面体（航空機のフェアリング
部材を想定）

【００３５】(2)寸法；長さ=約７ｍ、幅＝約５ｍ
（幅方向の１／３の地点で110°に屈曲）

【００３６】(3)構造；ほぼ全体がサンドイッチ
構造、全周の端部100mmがスキン構造

【００３７】(4)基材構成；サンドイッチ構造平面部
分の基材＝東レ（株）製”トレカ”T700クロス×200g／
m²×6ply（上下側面共）サンドイッチ構造ウェブ部分の基材＝東レ（株）製”ト
レカ”T700クロス×200g／m²×8ply 周辺端部のスキン構造部＝東レ（株）製”トレカ”T700
クロス×300g／m²×10ply

【００３８】(5)コア材；ポリメタクリルイミド製
フォームコア（”ロハセル”）＝15倍発泡×厚さ25mm 幅方向に樹脂流路用に矩形状溝（3mm×3mm；25mmピッ
チ）をコアの上下面に千鳥状に形成

【００３９】(6)成形型；厚さ10mmでマトリックス
がエポキシ樹脂のCFRP製型。架台はアルミニウム製アン
グル材による枠組み構造体。架台の熱膨張による成形型
の変形を防止するために成形型と架台は緩く固定。

【００４０】(7)加熱方法；「成形型＋架台」の全
体を「断熱ボード＋支持枠体」で形成した保温ボックス
で覆う。保温枠体の端部に熱風発生機を設置。熱風発生機と対極的な位置に、保温枠体の端部に開口
部を設け、熱風を熱風発生機にダクトを連通して戻す
（熱風循環）。

【００４１】(8)真空吸引；レイアップした基材の端
部に、アルミニウム製Ｃ型材を用いて長手方向ラインへ
ライン状に形成。また、長手方向に４分割した地点から
Ｔ型分岐管を用いて該ラインを脱した真空吸引チューブ
を派生させている。そして、該チューブは真空トラップ
を介して真空ポンプに連通している。

【００４２】(9)樹脂注入；レイアップした基材の端
部に、アルミニウム製Ｃ型材を用いて長手方向ラインへ
ライン状に形成。また、長手方向に３分割した地点から
Ｔ型分岐管を用いて該ラインを脱した樹脂注入チューブ
を派生させている。そして、該チューブはバルブを介し
て樹脂タンクに連通している。そして、上記樹脂注入ラ
インを基材の端部の他に幅方向のほぼ中央にも設置。

【００４３】＜成形方法＞長さ７ｍ、幅５ｍ以上からな
り、周辺端部100mmだけはＣＦＲＰスキン層のＣＦＲＰ
サンドイッチ構造からなる大型曲面状体を以下の方法で
成形した。

【００４４】(1)強化繊維基材（東レ（株）製炭素繊
維”トレカ”T700クロス）を所定のサイズ、形状に自動
裁断機でカッティングし、６プライを積層した後、予め
織物の炭素繊維ストランドに挿入されていたナイロン糸
をアイロンを用いて、レイアップ時に屈曲部分に位置す
るところを加熱し溶融させることによって、６プライの
基材同士を厚み方向で固着させた。それを２セット分準
備した。

【００４５】(2)次に、長手方向と垂直な横断面を示す
図２に示すように、成形型10の型面上に強化繊維積層基
材12b→フォームコア材13→積層基材12aの順に配置し
た。そして、その上にＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラス
チック）製押圧板14a 、14b （厚さ1.5mm；６枚に分
割）を配設した後、アルミニウム製Ｃ型チャンネル材を
長手方向に並べて樹脂注入ライン17a 、17b と真空吸引
ライン18を形成した。それぞれのチャンネル材におい
て、樹脂注入ライン17a 、17b は３分割に、真空吸引ラ
イン18は４分割に分かれており、それぞれのラインはＴ
型分岐管で連通されると共に、該Ｔ型分岐管のラインと
直角方向には樹脂注入用や真空吸引用のチューブ19a 、
19b 、21を繋いでいる。又、樹脂注入ライン17bは幅方
向のほぼ中央にも更に１ライン設けている。又、上記基
材の間には、樹脂通路用溝（記載せず）が形成されたコ
ア材13を配置している。図３の平面図で各ラインの状況
を示す。図３における３０は、Ｔ型分岐管を示してい
る。

【００４６】(3)その後、成形面の全体をバギングフィ
ルム15によって全体を覆い、周囲はシール用粘着テープ
16a 、16b を用いて完全に真空シールした。そして、真
空吸引ライン18に連通したチューブ21や真空トラップ24
を介して真空ポンプ25によってバギング内部を真空吸引
した。内部は、約6torrの真空度に達した。

【００４７】(4)次に、架台28を含む成形型10の全体を
熱風発生機26によって送風される150℃の熱風で加熱し
た。型の周囲は断熱効果の高い断熱ボードとその支持用
のスチール細管製支持枠体からなる保温ボックス27で全
体を覆っている。そして、熱風発生機26から発生して保
温ボックス27内に送風される熱風の熱量（Ａ地点）を有
効に利用するために、保温ボックス27の排気口（Ｂ地
点）から出た熱風は、保温された排気ダクト（記載せ
ず）を通って熱風発生機26に戻るように構成されてい
る。

【００４８】(5)それから、型温度が80℃に達した時点
で、予め脱泡を済ませて混合し注入可能な状態に樹脂槽
23a 、23b 内に準備されていたエポキシ樹脂22のうち、
まず樹脂槽23a 内のエポキシ樹脂22をバルブ20aを開い
て大気圧によって注入開始した。但し、樹脂槽23a 、23
b は成形型より２ｍ高い位置に配置し、正確には、大気
圧より２０％高い圧力で注入させた。樹脂22は、樹脂注
入ライン17aから反対側の真空吸引ライン18に向かって
流動し基材にも含浸し始めていき、やがて中央部に設け
たもう１つの樹脂注入ライン17bに達した頃には樹脂の
流速がかなり落ちていた。そのため、次に樹脂注入ライ
ン17a側のバルブ20aを閉じるのと殆ど同時に、バルブ20
bを開放して樹脂注入ライン17b側への樹脂注入を開始し
た。

【００４９】(6)そして、該樹脂注入ライン17bから流入
した樹脂22は、やがて真空吸引ライン18を経て真空吸引
用チューブ21に到達した。それを確認した後、樹脂注入
ライン17b側のバルブ20bも閉じて、完全に樹脂注入を停
止した。その時点での型温は既に130℃に到達してい
た。

【００５０】(7)それ以降は、型温が約130℃を保つよう
に熱風温度を調節しながら約３hrの間保持し、基材に含
浸したエポキシ樹脂を硬化させた。

【００５１】(8)樹脂が脱型可能な状態まで硬化してい
ることを確認して各チューブやバギングフィルムなどの
副資材を除去し、成形体を型面から取り出した。該成形
体を検査したところ、どこにもピンホールやボイドが見
当たらない極めて良好な成形が行われていたことが実証
された。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＦＲ
Ｐ製大型面状体の製造方法によれば、オートクレーブや
プリプレグ保冷用冷凍庫等の高価な設備を使用すること
なく、簡単な設備で、かつ比較的狭いスペースで、長さ
５ｍ以上もの大型のＦＲＰ製面状体を安価に製造でき、
しかも、実質的に同じ場所で成形作業を実施でき、必要
な加熱も容易に実施できることから、成形サイクルを大
幅に短縮でき、量産性に優れた製造を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係るＦＲＰ製大型面状体
の製造方法の工程フロー図である。

【図２】本発明の一実施態様に係るＦＲＰ製大型面状体
の製造方法を示す、成形装置の概略横断面図である。

【図３】図２の成形装置の真空吸引ライン、樹脂注入ラ
インの平面図である。

【符号の説明】

１０成形型１２ａ、１２ｂ強化繊維基材１３コア材１４ａ、１４ｂ押圧板１５バッグ材１６ａ、１６ｂシール用粘着テープ１７ａ、１７ｂ樹脂注入ライン１８真空吸引ライン１９ａ、１９ｂ樹脂注入用チューブ２０ａ、２０ｂバルブ２１真空吸引用チューブ２２エポキシ樹脂２３ａ、２３ｂ樹脂槽２４真空トラップ２５真空ポンプ２６熱風発生機２７保温ボックス２８架台３０Ｔ型分岐管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 31:30 Ｂ２９Ｌ 31:30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】片面成形型上に強化繊維基材と樹脂拡散
通路形成部材とを配置する配置工程と、成形型の成形面全体をバッグ材で覆うバギング工程と、成形型とバッグ材で囲まれた成形部を吸引により減圧す
る減圧工程と、成形型を含め成形部全体を熱風により所定の温度に加熱
する熱風加熱工程と、前記減圧された成形部に熱硬化性樹脂を注入し、前記樹
脂拡散通路形成部材を介して注入樹脂を拡散させつつ前
記強化繊維基材に含浸する樹脂注入・拡散・含浸工程
と、前記熱硬化性樹脂の硬化に必要な温度に保つ保温工程
と、を有することを特徴とする、ＦＲＰ製大型面状体の
製造方法。
【請求項２】前記樹脂拡散通路形成部材として、シー
ト状の樹脂拡散媒体を用いる、請求項１のＦＲＰ製大型
面状体の製造方法。
【請求項３】前記樹脂拡散通路形成部材として、樹脂
通路用溝が形成されたコア材を用いる、請求項１または
２のＦＲＰ製大型面状体の製造方法。
【請求項４】最大長さ５ｍ以上の面状体を成形する、
請求項１ないし３のいずれかに記載のＦＲＰ製大型面状
体の製造方法。
【請求項５】最大幅２ｍ以上の面状体を成形する、請
求項１ないし４のいずれかに記載のＦＲＰ製大型面状体
の製造方法。
【請求項６】前記強化繊維基材が炭素繊維の織物を含
む、請求項１ないし５のいずれかに記載のＦＲＰ製大型
面状体の製造方法。
【請求項７】前記強化繊維基材を複数枚積層配置す
る、請求項１ないし６のいずれかに記載のＦＲＰ製大型
面状体の製造方法。
【請求項８】前記強化繊維基材同士が部分的に互いに
固定されている、請求項７のＦＲＰ製大型面状体の製造
方法。
【請求項９】前記熱硬化性樹脂として、ガラス転移温
度が１２０℃以上の高耐熱性樹脂を用いる、請求項１な
いし８のいずれかに記載のＦＲＰ製大型面状体の製造方
法。
【請求項１０】前記成形型を熱風により昇温させなが
ら樹脂を注入する、請求項１ないし９のいずれかに記載
のＦＲＰ製大型面状体の製造方法。
【請求項１１】前記成形型の温度が１００℃以下のと
きに樹脂の注入を開始し、１００℃以上で樹脂を硬化さ
せる、請求項１ないし１０のいずれかに記載のＦＲＰ製
大型面状体の製造方法。
【請求項１２】複数の減圧吸引口を介して成形部を減
圧し、複数の樹脂注入口から樹脂を注入する、請求項１
ないし１１のいずれかに記載のＦＲＰ製大型面状体の製
造方法。
【請求項１３】複数の樹脂注入口からの樹脂注入開始
のタイミングをずらす、請求項１２のＦＲＰ製大型面状
体の製造方法。
【請求項１４】樹脂槽を成形面より高い位置に配置し
て、樹脂の吐出圧を高める、請求項１ないし１３のいず
れかに記載のＦＲＰ製大型面状体の製造方法。
【請求項１５】注入された樹脂がゲル化するまで減圧
吸引口より吸引し続ける、請求項１ないし１４のいずれ
かに記載のＦＲＰ製大型面状体の製造方法。
【請求項１６】前記樹脂拡散通路形成部材を成形品内
に残す、請求項１ないし１５のいずれかに記載のＦＲＰ
製大型面状体の製造方法。
【請求項１７】前記樹脂拡散通路形成部材を成形後に
成形品から剥離除去する、請求項１ないし１５のいずれ
かに記載のＦＲＰ製大型面状体の製造方法。