JP2006123404A

JP2006123404A - Ｆｒｐ成形用強化繊維基材の賦形方法

Info

Publication number: JP2006123404A
Application number: JP2004315958A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Takemoto; 秀博竹本; Seiji Tsuji; 誠司辻
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: JP4670313B2

Abstract

【課題】従来、成形型上に樹脂を含浸させる前の基材をのせて積層し、その後、バッグフィルムや成形型で覆い、その中に樹脂を注入し硬化させることで成形品を得たり、予め、樹脂を含浸させた基材を賦形型に積層し、予備賦形してプリフォームとすることで、その後、成形型に入れて硬化成形させたりしていた。この時、賦形に関しては、人手により所定形状に基材をレイアップすることが多く、生産性が低いと共にコストが高い要因となっていた。本発明は、かかる問題点の解決を目的とするものである。
【解決手段】賦形用型の上に配置した強化繊維基材の上から、シートを被せ、その上から圧力を加えることで強化繊維に形状を付与することを特徴とするＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、効率良く強化繊維基材のプリフォーム体が得られ、優れた取り扱い性を有する賦形方法に関するものである。

炭素繊維を強化繊維とした複合材料は、優れた力学特性、軽量化等の要求特性を満たすことから主に航空、宇宙、スポーツ用途に用いられてきた。これらの代表的な製造方法としては、オートクレーブ成形法が知られている。かかる成形法では、強化繊維にマトリックス樹脂を予め含浸させたプリプレグを、成形型に積み重ねてオートクレーブにて加熱・加圧して複合材料を成形する。ここで用いる基材としてのプリプレグは、それを用いると機械特性の高い複合材料が得られる利点があるが、コシが強すぎて賦形しにくいこと、製造に高いコストがかかること、すなわち生産性が低いことに問題があった。

一方、複合材料の生産性に優れる成形法としては、例えばレジン・トランスファー・モールディング成形法（以降、ＲＴＭ法と記す）等の注入成形が挙げられる。かかるＲＴＭ法では、マトリックス樹脂が予備含浸されていない（ドライな）炭素繊維からなる強化繊維基材を複雑な成形型の中に配置して、液状（低粘度）のマトリックス樹脂を注入することにより強化繊維中にマトリックス樹脂を含浸させて成形をする。

ところがこの注入成形は、複合材料の生産性には優れるが、用いる強化繊維基材（例えばドライな織物等）が目ズレし易い（形態不安定）、強化繊維基材にコシがなさすぎるため容易に折れ曲がる、積層した時に強化繊維基材同士を接着できない（タック性がない）等の強化繊維基材の取り扱い性に関する問題があった。この他にも、マトリックス樹脂が低粘度である必要があるため、例えばプリプレグに用いられる高粘度のものに比べて力学特性が低い等の問題等があり、これらの諸問題により炭素繊維本来の特性を十分発現できずに、複合材料の力学特性を損なう問題を引き起こしていた。

上記問題に対し、例えば特許文献１では、強化繊維布帛に熱可塑ライクな樹脂を布帛に付与し、強化繊維基材としてのドライな織物の取り扱い性の向上、注入成形に用いるプリフォーム形態安定化に関する技術が提案されている。

また、非特許文献１、２では、エポキシ樹脂とエラストマー粒子またはポリアミド６とを配合した樹脂を織物上に付与することにより、注入成形によって得られるＣＦＲＰの力学特性（ＭｏｄｅＩ，ＩＩの層間破壊靭性等）が向上することを報告している。
しかしながら、これらの提案では、強化繊維基材の取り扱い性は向上するものの、結果的に人手作業に頼る賦形が必要であり、量産性においては不十分であった。つまり、例えば量産性を求められる成形品の成形には、織物等に樹脂を付与することでハンドリング性を良好にしただけでは達成できず、プリフォームを短時間で作製するための賦形方法が必要である。
そこで、人手の介在する時間を最小限にし、個体差の少ないプリフォームを短時間で得られる賦形技術が渇望されていた。
米国特許第５，０７１，７１１号明細書ジェームズ・シー・セフェリス（ＪａｍｅｓＣ．Ｓｅｆｅｒｉｓ）著，"ジャーナル・オブ・アドバンスド・マテリアルズ（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ）"，（米国），２０００年７月，第３２巻，第３号，ｐ．２７−３４ジェームズ・シー・セフェリス（ＪａｍｅｓＣ．Ｓｅｆｅｒｉｓ）著，"コンポジット・パート・Ａ（ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓｐａｒｔＡ）" ，（米国），２００１年，第３２巻，ｐ．７２１−７２９

従来の技術では、成形型上に樹脂を含浸させる前の強化繊維基材をのせて積層し、その後、バッグフィルムや成形型で覆い、その中に樹脂を注入し硬化させることで成形品を得たり、予め、樹脂を含浸させた強化繊維基材を賦形型に積層し、予備賦形してプリフォームとすることで、その後、成形型に入れて硬化成形させたりしていた。この時、賦形に関しては、人手により所定形状に基材をレイアップすることが多く、生産性が低いと共にコストが高い要因となっていた。本発明は、かかる問題点の解決を目的とするものである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、
（１）賦形用型の上に配置した強化繊維基材の上から、シートを被せ、その上から圧力を加えることで強化繊維に形状を付与することを特徴とするＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法。
（２）シートの上から圧力を加える方法として、気体もしくは液体による圧力を用いる（１）に記載の賦形方法。
（３）シートの上から圧力を加える方法として、賦形用型の上に配置した強化繊維基材側を真空にすることにより、大気圧で加圧する（１）または（２）のいずれかに記載の賦形方法。
（４）強化繊維基材の一部を押さえつけた後、シート圧力を全体に加えることで強化繊維に所定の形状を付与する（２）または（３）のいずれかに記載の賦形方法。
（５）シートとして、予め、形状を付与してあるシートを用いる（１）〜（４）のいずれかに記載の賦形方法。
（６）賦形用型が加熱機構を有しており、賦形時に強化繊維基材を加熱する（１）〜（５）のいずれかに記載の賦形方法。
（７）冷却後、賦形用型から強化繊維基材の賦形品を取り出す（６）に記載の強化繊維基材の賦形方法。
（８）少なくとも引張弾性率が１１０〜６００ＧＰａである強化繊維を含む強化繊維基材を、少なくとも１層以上用いて、（１）〜（７）のいずれかに記載の賦形方法により作製した強化繊維基材の賦形品。
（９）強化繊維基材１００重量部に対して０．１〜２０重量部の範囲で樹脂を表面に付与した強化繊維基材を用いて、（１）〜（８）のいずれかに記載の賦形方法により作製された強化繊維基材の賦形品。

本発明の製造方法によれば、従来人手により成されていた作業を大幅に省力化し、安価で良好な賦形をされたプリフォームを提供できる。

本発明を図を参照しながら具体的に説明する。

図１は本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の一例を示す概略図である。本例の方法では、賦形型１１に基材１２を配置し、周囲をシール１４ａ，１４ｂで囲み、その上からシート１３を被せた後、真空ポンプ１５により、シート１３と賦形型１１で囲まれた空間を真空にすることで、大気圧で押圧し、基材１２を所定形状に賦形させたプリフォームとする。また、基材１２の賦形具合に応じて１６ａ、１６ｂ、１６ｃの位置に配置した加熱源や冷却源を調整することで賦形の具合を調整することもできる。

図２は本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の一例を示す概略図である。

本例の方法では、加熱および冷却可能な熱源２６ｂ，２６ｃを備え、真空ポンプ２５により型内を真空にできる賦形型２１と、シート２３とチャンバーボックス２８で密閉した空間に、気体を加圧して送る装置２７を備え、その気体を加熱することが可能な加熱源２６ａを有する上型Ａから構成される型を使用する。

賦形型２１に強化繊維基材２２を配置し、周囲をシール２４ａ，２４ｂで囲み、その上からシート２３を被せた後、上型Ａを賦形型２１上に被せて固定する。この時、上型Ａと賦形型２１との間もまた、シール２４ａ，２４ｂにより密閉空間となる。次に、真空ポンプ２５を稼動させ、基材２２を配置してある密閉空間を真空にすることで、シート２３により基材２２を賦形型２１に密着させる。更に加圧ポンプ２７を稼動させ、上型Ａ内を加圧する事で、シート２３は更に基材２２を賦形型２１に密着させることができる。このようにして基材２２を所定形状に賦形したプリフォームとすることができる。

また、基材２２の賦形具合等により賦形型２１を加熱および冷却可能な熱源２６ｂ、２６ｃを用いて加熱および／または冷却したり、また加熱源２６ａで気体を加熱すること等により賦形を促進させる調整も可能である。

更に、真空ポンプ２５による減圧度を変動させることでシート２３に振動を与えて、基材２２の賦形型２１への密着性を向上させることも可能である。同様に加圧ポンプ２７からの圧力を変動させることでもシート２３に振動を与えることが可能であり、基材２２の密着度を向上させることが可能である。

図３は本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の１例を示す概略図である。本例の方法では、賦形型３１に基材３２を配置し、基材３２の上に、押し子３９ａ，３９ｂを直接押し当てて賦形型３１に沿うように予備的に賦形をして配置する。その後、賦形型３１の周囲をシール３４ａ，３４ｂで囲み、その上からシート３３を被せる。真空ポンプ３５により、シート３３と賦形型３１で囲まれた空間を真空にすることで、基材３２を押し子３９ａ，３９ｂで押さえながら、所定形状に賦形させたプリフォームとする。

また、基材３２の賦形具合に応じて３６ａ、３６ｂの位置に加熱源や冷却源を配置することで賦形の具合を調整することも可能である。

更に、真空ポンプ３５からの真空圧を変動させることでシート３３に振動を与えて、基材３２の賦形型３１への密着性を向上させることもできる。

図４は本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の１例を示す概略図である。本例の方法では、賦形型４１に基材４２を配置した後、賦形型４１の周囲をシール４４ａ，４４ｂで囲み、その上から賦形型４１の形状とほぼ相似形のシート４３を被せる。次いで、真空ポンプ４５により、シート４３と賦形型４１で囲まれた空間を真空にすることで、基材４２を所定形状に賦形させたプリフォームとする。

また、基材４２の賦形具合に応じて４６ａ、４６ｂの位置に加熱源や冷却源を配置することで賦形の具合を調整することもできる。更に、真空ポンプ４５からの真空圧を変動させることでシート４３に振動を与えて、基材４２の賦形型４１への密着性を向上させることもできる。

図５は本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の一例を示す概略図である。

本例の方法では、加熱および冷却可能な熱源５６ｃおよび真空ポンプ５５により型内を真空にできる賦形型５１と、シート５３とチャンバーボックス５８で密閉した空間に気体を導入して加圧する装置５７と、その気体を加熱源５６ａ，５６ｂで加熱することが可能である上型Ｂから構成される型を使用する。

賦形型５１に強化繊維基材５２を配置し、周囲をシール５４ａ，５４ｂで囲み、その上からシート５３を被せた後、上型Ｂを賦形型５１上に被せて固定する。この時、上型Ｂと賦形型５１との間もまた、シール５４ａ，５４ｂにより密閉空間となる。次に、シリンダー駆動の押し子５９ａ，５９ｂにより、シート５３の上から基材５２の一部を賦形型５１に押し当てる。次いで真空ポンプ５５を稼動させ、基材５２を配置してある密閉空間を真空にすることでシート５３により基材５２を賦形型５１に密着させる。更に加圧ポンプ５７を稼動させ、上型Ｂ内を加圧する事で、シート５３は更に基材５２を賦形型５１に密着させることができる。このようにして基材５２を所定形状に賦形プリフォームとすることができる。

また、基材５２の賦形具合等により賦形型５１を加熱および冷却可能な熱源５６ｃを用いて加熱冷却したり、また加熱源５６ａ、５６ｂで気体を加熱すること等により賦形を促進させる調整も可能である。

更に、真空ポンプ５５による減圧度を変動させることでシート５３に振動を与えて、基材５２の賦形型５１への密着性を向上させることも可能である。同様に加圧ポンプ５７からの圧力を変動させることでもシート５３に振動を与えることが可能であり、基材５２の密着度を向上させることが可能である。

本発明で使用するシートの材質としては、シリコンゴムや天然ゴム，ナイロン樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。シートの伸度は、賦形時に５％以上４００で％未満あることが好ましい本範囲の伸度があれば、複雑形状にも沿いやすい。また、予めシートを賦形する形状と相似形にしておくことで、基材の形状賦形性が向上するため好ましい。

本発明で使用する押し子の材質としては、シリコンゴムや天然ゴム，ナイロン樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂，ＡＢＳ樹脂，木材等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明で賦形する強化繊維としては、炭素繊維やアラミド繊維，ガラス繊維，ＰＢＯ繊維等が好ましく使用できるが、これらに限定されるものではない。引張弾性率として、１１０〜６００ＧＰａであるものが好ましく、２１０〜６００ＧＰａであれば更に好ましい。引張弾性率が１１０ＧＰａ以上であると、複合材料の力学特性が高くなるため好ましく、本観点からは、弾性率が高ければ高いほど好ましいといえるが、現在入手可能なものを上限とした。ここで、引張弾性率は、ＪＩＳＲ７６０１に準拠して測定される値を指し、単位はＧＰａである。

本発明における強化繊維基材としては、強化繊維を用いて製布する布帛であれば、特に限定されないが、例えば二次元の一方向性、二方向性、あるいはそれ以上の方向性を有する織物、三次元の多方向性織物、編物、多軸挿入布帛、一方向に引きそろえられた強化繊維シートをバインダーや融着性不織布、ステッチ糸等で形態安定化したもの（一方向性シート）、一方向性シートを二方向以上積層した多軸シート等が挙げられる。また、該布帛ははステッチ糸や結節糸等により接合され複数が一体化しているものでもよい。

また、布帛として用いられる強化繊維の種類が１種類のみならず、異なる繊維を組み合わせた布帛を構成したり、種類の異なる布帛を重ね合わせて賦形させていても良い。

また、予め、強化繊維基材１００重量部に対して、０．１〜２０重量部の範囲で樹脂を表面に付与した基材を用いることが好ましい。この範囲で樹脂が付与されていることにより、賦形時の加熱や冷却で賦形性をコントロールできることから、良好な賦形性が得られるためである。樹脂の付与は、溶媒に分散または熔解したものを基材に塗布しても良いし、粉末を基材に散布しても良い。樹脂の付与は、片面でも良いし、両面でも良く、熱等を用いて基材内部に含浸させたものであっても良い。

以下に、より具体的な実施例について説明する。
基材ａ：東レ製炭素繊維織物ＣＯ６３４３Ｂ（織り組織：平織り，織物目付：１９８ｇ／ｍ^２，強化繊維：Ｔ３００Ｂ−３Ｋ，弾性率：２３０ＧＰａ，強度：３５３０ＭＰａ，繊度１９８ｔｅｘ，フィラメント数：３，０００本）
基材ｂ：基材ａに予め融点７１℃の樹脂（エポキシ変性熱可塑樹脂）を１０±２ｇ／ｍ^２付着させた基材。
基材ｃ：日東紡製ガラス繊維サーフェースマットＭＦ３０Ｐ１００ＢＳ６（布帛の形態：不織布，ガラス繊維の種類＝Ｅガラス，織物目付３０ｇ／ｍ^２）
（実施例１）
図３に示すような断面形状を有する賦形型３１を準備し、その上に下記構成の０．５ｍ×２ｍの賦形基材３２を配置した。

賦形基材３２＝基材ｂ（０／９０）／基材ｂ（±４５）／基材ｂ（±４５）／基材ｂ（０／９０）
その上から、シリコンゴム製の押し子３９ａ，３９ｂをのせて、上から約１００Ｎの力で押しつけて、賦形基材３２を概略賦形型に沿わせた。
その後、賦形型３１の周囲にシーラントテープ３４ａ，３４ｂをし、その上から、シート３３としてナイロン製フィルム（厚み約５０μｍ）を被せ、ナイロン製フィルム３３とシーラントテープ３４ａ，３４ｂ、および賦形型３１で構成される空間が密閉空間とした。このナイロン製フィルム３３は賦形型３１の周囲の長さよりも約１５％長い長さとすることで全体的にゆとりのある長さとした。次に真空ポンプ３５を用いてナイロン製フィルム３３とシーラントテープ３４ａ，３４ｂ、および賦形型３１で構成される空間を真空にすることで、大気圧を利用してナイロン製フィルム３３を成形型３１に賦形基材３２とナイロン製フィルム３３が突っ張らないように押し当てた。
その後、ナイロンフィルム３３の上より、加熱ヒーター３６ａで加熱し、ナイロン製フィルム３３越しの賦形基材３２の表面温度が９０℃に到達したことを確認した。約５分間その状態を保持し、加熱ヒーター３６ａの加熱を停止した。賦形型３１内に装着した冷却管３６ａに約１５℃の冷水を注入し、賦形型３１全体を約３分冷却後、賦形基材３２の表面温度を測定したところ３１℃であった。ナイロン製フィルム３３を賦形型３１より剥がし取り、賦形基材３２を賦形型３１より剥がし取ることで、賦形基材３２を形状賦形したプリフォームを得た。

賦形型に賦形基材を配置してから形状賦形したプリフォームが得られるまでに要した時間は約２５分であった。
（実施例２）実施例１で用いたシート３３をナイロン製フィルムから厚み約２ｍｍのシリコン製ゴムに変更した以外は、全く同じ方法で賦形基材３２を賦形し、プリフォームを得た。

この時、賦形基材３２の表面温度が９０℃に達するまでの時間は、約７分。冷却に要した時間は約３分であった。結果として、賦形型に賦形基材を配置してから約２０分で、形状賦形されたプリフォームが得られた。
（実施例３）
図４に示すような断面形状を有する賦形型４１を準備し、その上に下記構成の０．５ｍ×２ｍの賦形基材４２を配置した。

賦形基材４２＝基材ｂ（±４５）／基材ａ（０／９０）／基材ｂ（０／９０）／基材ａ（±４５）
その後、賦形型４１の周囲にシール４４ａ，４４ｂをし、その上から、予め相似形状を賦形したポリエチレン系シート（東レ製 “トーレペフ”（登録商標）１００４０厚み約２ｍｍ）４３を被せ、その上から約１００Ｎの力で押しつけて、賦形基材４２を概略賦形型４１に沿わせた。

次にポリエチレン系シート４３とシール４４ａ，４４ｂ、および賦形型４１で構成される空間が密閉空間となるようにした。次に真空ポンプ４５を用いてポリエチレン系シート４３とシール４４ａ，４４ｂ、および賦形型４１で構成される空間を真空にすることで、大気圧を利用してポリエチレン系シート４３を成形型４１に賦形基材４２と共に密着させた。

そして、真空ポンプ４５からの真空を、真空，大気開放と交互に約０．２サイクルの周期で約１分間行いポリエチレン系シート４３を振動させて賦形基材４２の賦形型４１への密着度を上げた。
その後、ポリエチレン系シート４３の上より、加熱ヒーター４６ａで加熱を行い、ポリエチレン系シート４３越しの賦形基材４２の表面温度が９０℃に到達したことを確認した。約５分間その状態を保持し、加熱ヒーター４６ａの加熱を停止した。賦形型４１内に装着した冷却管４６ａに約１５℃の冷水を注入し、賦形型４１全体を約３分冷却後、賦形基材４２の表面温度を測定したところ３２℃であった。ポリエチレン系シート４３を賦形型４１より剥がし取り、賦形基材４２を賦形型４１より剥がし取ることで、賦形基材４２を形状賦形したプリフォームを得た。
賦形型に賦形基材を配置してから約１６分で、形状賦形されたプリフォームが得られた。
（実施例４）
図２に示すような断面形状を有する賦形型２１を準備し、その上に下記構成の０．５ｍ×２ｍの賦形基材２２を配置した。
賦形基材２２＝基材ｂ（０／９０）／基材ｃ／基材ｂ（±４５）／基材ｂ（±４５）／基材ｂ（０／９０）
その後、賦形型２１の上に、チャンバーボックス２８をシリコンゴム製シート（厚み約２ｍｍ）２３にて密封した上型Ａをプレス機内でのせた。上型Ａと賦形型２１の間は、シール２４ａ，２４ｂにより密閉空間となった。真空ポンプ２１を稼動させ、この賦形型２１と上型Ａの間にできた密閉空間を真空にすることで、シリコンゴム製シート２３を賦形型２１に密着させた。
次に上型Ａ内に加圧ポンプ２７から加圧空気を注入し、チャンバーボックス２８内を０．２ＭＰａで加圧保持した。この時、加熱ヒーター２６ａは予め１２０℃に設定し保持していた。この状態で賦形基材２２の実物温度は９２℃であり、約５分間この状態を保持した。そして、冷却管２６ｂ内に１５℃の冷却水を注入し１分経過したところで、上型Ａをプレス機で上方に上げた。その状態で３分保持した後、賦形基材２２の表面温度を測定したところ約３０℃であった。賦形基材２２を賦形型２１より脱型することで形状賦形したプリフォームを得た。
賦形型に賦形基材を配置してから約１３分で、形状賦形されたプリフォームが得られた。
（実施例５）
図７に示すような断面形状を有する賦形型７１を準備し、その上に下記構成の０．５ｍ×２ｍの賦形基材７２を配置した。

賦形基材７２＝基材ｂ（±４５）／基材ａ（０／９０）／基材ｂ（０／９０）／基材ａ（±４５）
次に、排気能力が１０ｍ^３／ｍｉｎの真空ブロワー７５を稼動させ、直径５mmの穴で構成される７４ａ，７４ｂ，７４ｃに代表される吸入口を１００mmピッチで配置した１００個の穴から外気を吸入させた。その状態で、賦形基材７２の上よりヒータ７６を用いて加熱させながら、シート７３としてナイロン製フィルム（厚み約５０μｍ）を被せた。そのシート３３の上から、賦形基材７２が突っ張らないように人手により形状賦形を行った。
その後、ヒーター７６を停止し、真空ブロワー７５を引いた状態で約５分間その状態を保持した。賦形基材７２の表面温度を測定したところ３３℃であった。シート７３を賦形型７１より剥がし取り、賦形基材７２を賦形型７１より剥がし取ることで、賦形基材７２を形状賦形したプリフォームを得た。

賦形型に賦形基材を配置してから形状賦形したプリフォームが得られるまでに要した時間は約２３分であった。
（実施例６）
図８に示すような断面形状を有する賦形型８１を準備し、その上に下記構成の１．５ｍ×１.５ｍの賦形基材８２を配置した。

賦形基材８２＝基材ｂ（０／９０）／基材ｂ（±４５）／基材ｂ（±４５）／基材ｂ（０／９０）
次に、排気能力が１５ｍ^３／ｍｉｎの真空真空ブロワー８５を稼動させ、直径４mmの穴で構成される８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ，８４ｅ、８４ｆに代表される吸入口を５０mmピッチで配置した９５０個の穴から外気を吸入させた。その状態で、賦形基材８２の上よりヒータ８６を用いて加熱させながら、シート８３として予め相似形状を賦形したポリエチレン系シート（東レ製 “トーレペフ”（登録商標）１００４０厚み約２ｍｍ）を被せた。そのシート４３の上から、賦形基材８２が突っ張らないように人手によりシート８３を賦形型８１に押さえつけることで形状賦形を行った。
その後、ヒーター８６を停止し、真空ブロワー８５を引いた状態で約５分間その状態を保持した。賦形基材８２の表面温度を測定したところ３０℃であった。シート８３を賦形型８１より剥がし取り、賦形基材８２を賦形型８１より剥がし取ることで、賦形基材８２を形状賦形したプリフォームを得た。
賦形型に賦形基材を配置してから形状賦形したプリフォームが得られるまでに要した時間は約２１分であった。

（比較例１）
図６に示すような断面形状を有する賦形型６１を準備し、その上に０．５ｍ×２ｍの賦形基材６２の構成となるように、ドライヤーで各賦形基材を加熱し軟化させ、その上から人手により賦形を行い、順次配置した。
賦形基材６２＝基材ｂ（０／９０）／基材ｃ／基材ｂ（±４５）／基材ｂ（±４５）／基材ｂ（０／９０）
その後、自然冷却させて、賦形基材６２の表面温度を測定したところ約３０℃であった。賦形基材６２を賦形型６１より脱型することで形状賦形したプリフォームを得た。
賦形型に賦形基材を配置してから約７５分を要して形状賦形されたプリフォームが得られた。また、形状としての保持性が悪く安定性の良くないものであった。

このような賦形方法は、強化繊維基材を用いる、航空機、自動車、船舶等の輸送機器における繊維強化プラスチックスのプリフォームを賦形するのに好適な賦形方法であるが、これに限定されるものではない。

本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の一例を示す概略図本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の一例を示す概略図本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の一例を示す概略図本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の一例を示す概略図本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の一例を示す概略図従来のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の一例を示す概略図本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の一例を示す概略図本発明のＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法の別の一例を示す概略図

符号の説明

１１：賦形型
１２：強化繊維基材
１３：シート
１４ａ：シール
１４ｂ：シール
１５：真空ポンプ
１６ａ：加熱源や冷却源を配置する場合の位置
１６ｂ：加熱源や冷却源を配置する場合の位置
１６ｃ：加熱源や冷却源を配置する場合の位置
２１：賦形型
２２：強化繊維基材
２３：シート
２４ａ：シール
２４ｂ：シール
２５：真空ポンプ
２６ａ：加熱源
２６ｂ：加熱および冷却可能な熱源
２６ｃ：加熱および冷却可能な熱源
２７：気体を加圧して送る装置
２８：チャンバーボックス
３１：賦形型
３２：強化繊維基材
３３：シート
３４ａ：シール
３４ｂ：シール
３５：真空ポンプ
３６ａ：加熱源や冷却源を配置する場合の位置
３６ｂ：加熱源や冷却源を配置する場合の位置
３９ａ：押し子
３９ｂ：押し子
４１：賦形型
４２：強化繊維基材
４３：賦形型４１の形状とほぼ相似形のシート
４４ａ：シール
４４ｂ：シール
４５：真空ポンプ
４６ａ：加熱源や冷却源を配置する場合の位置
４６ｂ：加熱源や冷却源を配置する場合の位置
５１：賦形型
５２：強化繊維基材
５３：シート
５４ａ：シール
５４ｂ：シール
５５：真空ポンプ
５６ａ：加熱源
５６ｂ：加熱源
５６ｃ：加熱および冷却可能な熱源
５７：加圧ポンプ
５８：チャンバーボックス
５９ａ：シリンダー駆動の押し子
５９ｂ：シリンダー駆動の押し子
６１：賦形型
６２：強化繊維基材
７１：賦形型
７２：強化繊維基材
７３：シート
７４ａ：吸入口
７４ｂ：吸入口
７４ｃ：吸入口
７５：真空ブロワー
７６：加熱源
８１：賦形型
８２：強化繊維基材
８３：シート
８４ａ：吸入口
８４ｂ：吸入口
８４ｃ：吸入口
８４ｄ：吸入口
８４ｅ：吸入口
８４ｆ：吸入口
８５：真空ブロワー
８６：加熱源
Ａ：上型
Ｂ：上型

Claims

賦形用型の上に配置した強化繊維基材の上から、シートを被せ、その上から圧力を加えることで強化繊維に形状を付与することを特徴とするＦＲＰ成形用強化繊維基材の賦形方法。
シートの上から圧力を加える方法として、気体もしくは液体による圧力を用いる請求項１に記載の賦形方法。
シートの上から圧力を加える方法として、賦形用型の上に配置した強化繊維基材側を真空にすることにより、大気圧で加圧する請求項１または２のいずれかに記載の賦形方法。
強化繊維基材の一部を押さえつけた後、シート圧力を全体に加えることで強化繊維に所定の形状を付与する請求項２または３のいずれかに記載の賦形方法。
シートとして、予め、形状を付与してあるシートを用いる請求項１〜４のいずれかに記載の賦形方法。
賦形用型が加熱機構を有しており、賦形時に強化繊維基材を加熱する請求項１〜５のいずれかに記載の賦形方法。
冷却後、賦形用型から強化繊維基材の賦形品を取り出す請求項６に記載の強化繊維基材の賦形方法。
少なくとも引張弾性率が１１０〜６００ＧＰａである強化繊維を含む強化繊維基材を、少なくとも１層以上用いて、請求項１〜７のいずれかに記載の賦形方法により作製した強化繊維基材の賦形品。
強化繊維基材１００重量部に対して０．１〜２０重量部の範囲で樹脂が表面に付与された強化繊維基材を用いて、請求項１〜８のいずれかに記載の賦形方法により作製された強化繊維基材の賦形品。