JP2024074361A - Manufacturing method of fiber reinforced plastic molded product - Google Patents
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Abstract
【課題】ボイドの発生を抑制することが可能な繊維強化樹脂成形品の製造方法を提供すること。
【解決手段】シート状の補強繊維基材2に熱硬化性樹脂3を含浸させて熱硬化させることで得られる繊維強化樹脂成形品1の製造方法であって、補強繊維基材2がセットされた成形型20のキャビティC内をベント21Cを介して真空引きする減圧工程と、減圧されたキャビティC内に熱硬化性樹脂3を注入して充填する樹脂注入工程S5と、樹脂注入工程S5の最中にベント21Cの閉弁と開弁とを繰り返すことでベント21Cを介したキャビティC内の保圧と減圧とを反復的に行う開閉繰り返し工程と、を有する。
【選択図】図11
The present invention provides a method for producing a fiber-reinforced resin molded product capable of suppressing the occurrence of voids.
[Solution] A manufacturing method for a fiber-reinforced resin molded product 1 obtained by impregnating a sheet-like reinforcing fiber substrate 2 with a thermosetting resin 3 and thermally curing the resin, the method including a depressurization step of evacuating a cavity C of a molding die 20 in which the reinforcing fiber substrate 2 is set via a vent 21C, a resin injection step S5 of injecting the thermosetting resin 3 into the depressurized cavity C to fill it, and an opening and closing repetition step of repeatedly closing and opening the vent 21C during the resin injection step S5 to repeatedly maintain and reduce pressure in the cavity C via the vent 21C.
[Selected figure] Figure 11
Description
本発明は、繊維強化樹脂成形品の製造方法に関する。詳しくは、シート状の補強繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸させて熱硬化させることで得られる繊維強化樹脂成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic molded product. More specifically, the present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic molded product obtained by impregnating a sheet-shaped reinforcing fiber substrate with a thermosetting resin and thermally curing the resin.
特許文献1には、RTM(Resin Transfer Molding)成形法を用いた繊維強化樹脂成形品の製造方法が開示されている。具体的には、RTM成形法では、先ず、カーボン繊維やガラス繊維等の補強繊維から成るシート状の補強繊維基材を、成形型のキャビティ内にセットする。
次いで、型締めされたキャビティ内を真空引きした後、キャビティ内に熱硬化性樹脂を注入し、この熱硬化性樹脂を補強繊維基材に含浸させつつキャビティ内に充填させる。そして、上記充填後に成形型を加熱することで、補強繊維基材に含浸された状態の熱硬化性樹脂が熱硬化されて、補強繊維基材と一体化された樹脂成形品である繊維強化樹脂成形品が成形される。 Next, after drawing a vacuum inside the clamped cavity, a thermosetting resin is injected into the cavity, and the thermosetting resin is allowed to fill the cavity while impregnating the reinforcing fiber substrate. After filling, the molding die is heated, whereby the thermosetting resin impregnated in the reinforcing fiber substrate is thermally cured, and a fiber-reinforced resin molded product is formed, which is a resin molded product integrated with the reinforcing fiber substrate.
特許文献1に記載の構成では、キャビティ内を真空引きしながら熱硬化性樹脂を注入するものの、キャビティ内の空気(気泡)が完全には排出されず、成形品にボイドが発生してしまう。そこで、本発明は、ボイドの発生を抑制することが可能な繊維強化樹脂成形品の製造方法を提供する。
In the configuration described in
上記課題を解決する手段として、本発明の繊維強化樹脂成形品の製造方法は、次の手段をとる。 To solve the above problems, the manufacturing method of the fiber-reinforced plastic molded product of the present invention takes the following steps.
すなわち、本発明の第1の発明は、シート状の補強繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸させて熱硬化させることで得られる繊維強化樹脂成形品の製造方法であって、前記補強繊維基材がセットされた成形型のキャビティ内をベントを介して真空引きする減圧工程と、減圧された前記キャビティ内に前記熱硬化性樹脂を注入して充填する樹脂注入工程と、前記樹脂注入工程の最中に前記ベントの閉弁と開弁とを繰り返すことで前記ベントを介した前記キャビティ内の保圧と減圧とを反復的に行う開閉繰り返し工程と、を有する繊維強化樹脂成形品の製造方法である。 That is, the first invention of the present invention is a method for producing a fiber-reinforced plastic molded product obtained by impregnating a sheet-like reinforcing fiber substrate with a thermosetting resin and thermally curing the resin, and includes a depressurization process in which a cavity of a mold in which the reinforcing fiber substrate is set is evacuated through a vent, a resin injection process in which the depressurized cavity is filled by injecting the thermosetting resin, and an opening and closing repetition process in which the vent is repeatedly closed and opened during the resin injection process to repeatedly maintain and reduce the pressure in the cavity through the vent.
第1の発明によれば、樹脂注入工程において、キャビティ内に残存する空気(気泡)が、開閉繰り返し工程による保圧と減圧との反復に伴い、熱硬化性樹脂の注入圧により押し退けられる形でベントへと排出される。その結果、キャビティ内の空気を適切に排出することができ、成形される繊維強化樹脂成形品へのボイドの発生を適切に抑制することができる。 According to the first invention, in the resin injection process, the air (air bubbles) remaining in the cavity is pushed aside by the injection pressure of the thermosetting resin and discharged to the vent as the pressure is repeatedly maintained and reduced by the repeated opening and closing process. As a result, the air in the cavity can be properly discharged, and the occurrence of voids in the fiber-reinforced resin molded product can be properly suppressed.
本発明の第2の発明は、上記第1の発明において、前記開閉繰り返し工程が、前記減圧工程の後に前記ベントに接続された吸引管の流れ方向の複数箇所に並ぶ各開閉弁を閉弁し、その後に、下流端の前記開閉弁を残して各前記開閉弁を前記キャビティに近い上流側から順に開弁していくことで、下流側に並ぶ前記開閉弁との間の真空圧の作用により、前記キャビティ内の保圧と減圧とが繰り返される工程とされる繊維強化樹脂成形品の製造方法である。 The second invention of the present invention is a method for manufacturing a fiber-reinforced plastic molded product according to the first invention, in which the repeated opening and closing process is a process in which, after the depressurization process, each of the on-off valves arranged at multiple locations in the flow direction of the suction pipe connected to the vent is closed, and then, leaving only the on-off valve at the downstream end, each of the on-off valves is opened in order from the upstream side closest to the cavity, so that the vacuum pressure between the on-off valves arranged downstream repeatedly maintains and reduces the pressure in the cavity.
第2の発明によれば、ベントに接続された吸引管に複数の開閉弁を設定し、減圧状態で閉弁された各開閉弁を上流側から順に開弁するという簡素な構成により、キャビティ内の保圧と減圧との反復及び熱硬化性樹脂を下流端の開閉弁から漏出させないようにする制御を簡便かつ適切に行うことができる。 According to the second invention, by setting up multiple on-off valves in the suction pipe connected to the vent and opening each on-off valve, which is closed in a reduced pressure state, in sequence starting from the upstream side, a simple configuration is achieved, which makes it possible to easily and appropriately repeat pressure maintenance and reduction in pressure within the cavity and control so as to prevent the thermosetting resin from leaking out of the on-off valve at the downstream end.
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。 Below, the form for implementing the present invention is explained with reference to the drawings.
《第1の実施形態》
(繊維強化樹脂成形品1の製造方法)
始めに、本発明の第1の実施形態に係る繊維強化樹脂成形品(以下、成形品)1及びその製造方法(以下、本製造方法)について、図1~図16を用いて説明する。以下の説明において、具体的な参照図を示さない場合、或いは参照図に該当する符号がない場合には、図1~図16のいずれかの図を適宜参照するものとする。
First Embodiment
(Method for manufacturing fiber reinforced resin molded product 1)
First, a fiber-reinforced plastic molded product (hereinafter, molded product) 1 according to a first embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof (hereinafter, this manufacturing method) will be described with reference to Figures 1 to 16. In the following description, when a specific reference figure is not shown or when a reference figure does not have a corresponding reference number, any of Figures 1 to 16 will be appropriately referred to.
図1に示すように、成形品1は、車両用シート100のシートバック101のフレームとして構成される。具体的には、成形品1は、着席者の背部を包み込むように支持することが可能な凹形状に湾曲したシェル状のフレームとして構成される。上記シェル状のフレームである成形品1の前面には、着席者の背部を弾性的に支持するためのクッション材である不図示のバックパッドが設けられる。
As shown in FIG. 1, the molded
成形品1は、シート状の補強繊維基材2に、熱硬化性樹脂3を含浸させて一体的に熱硬化させて成形した複合材料から成る。成形品1は、全体が緩やかに凹形状に湾曲すると共に、周縁部が反り返るように曲げられた形状とされる。
The molded
成形品1は、RTM(Resin Transfer Molding)成形法を用いて成形される。具体的には、図2に示すように、成形品1は、賦形工程S1、基材切断工程S2、型移動セット工程S3、減圧工程S4、樹脂注入工程S5、開閉繰り返し工程S6、及び脱型工程S7の順に従って成形される。減圧工程S4、樹脂注入工程S5、及び開閉繰り返し工程S6が、樹脂成形工程SRに相当する工程となる。
The molded
賦形工程S1は、図3~図4に示すように、シート状の補強繊維基材2を賦形型10を用いて製品形状に賦形する工程である。賦形型10は、補強繊維基材2を製品形状に合わせた形に賦形することができる賦形面11A,12Aを備えた賦形上型11と賦形下型12とを備える。基材切断工程S2は、図5に示すように、賦形された補強繊維基材2の端部を賦形型10内に設けられた切断刃13により切断して製品形状にする工程である。
As shown in Figures 3 and 4, the shaping process S1 is a process in which a sheet-like reinforcing
型移動セット工程S3は、図6~図8に示すように、賦形型10を型開きした後に、賦形した補強繊維基材2を賦形型10の上型である賦形上型11に密着させたまま樹脂成形の成形型20の下型である成形下型22へと移動させてセットする工程である。減圧工程S4は、図9に示すように成形型20を型締めした後、図10に示すように補強繊維基材2がセットされたキャビティC内をベント21Cを介して真空引きする工程である。
As shown in Figures 6 to 8, the mold transfer and setting process S3 is a process in which, after opening the shaping
樹脂注入工程S5は、図11に示すように、減圧されたキャビティC内に熱硬化性樹脂3を注入して充填する工程である。開閉繰り返し工程S6は、図12~図14に示すように、樹脂注入工程S5の最中に、ベント21Cの閉弁と開弁とを繰り返すことで、ベント21Cを介したキャビティC内の保圧と減圧とを反復的に行う工程である。この工程により、図15に示すように、キャビティC内の空気(気泡)が押し潰されながら次第に外部へと排出される。脱型工程S7は、図16に示すように、上記成形型20の加熱による熱硬化により成形された成形品1を成形型20の型開きと共に脱型する工程である。
The resin injection process S5 is a process of injecting
図6~図8に示すように、成形型20は、そのキャビティC内にセットされた補強繊維基材2を賦形された製品形状に合わせた形に樹脂成形することのできる成形面21A,22Aを備えた成形上型21と成形下型22とを備える。賦形上型11の賦形面11Aは、成形上型21の成形面21Aに対応した面形状、すなわち略同一の面形状に形成されている。また、賦形下型12の賦形面12Aは、成形下型22の成形面22Aに対応した面形状、すなわち略同一の面形状に形成されている。
As shown in Figures 6 to 8, the molding die 20 comprises an upper molding die 21 and a lower molding die 22 with
本製造方法によれば、型移動セット工程S3(図6~図8参照)により、賦形した補強繊維基材2を賦形上型11に密着させたまま成形下型22へと移動させて成形下型22にセットすることができる。すなわち、賦形した補強繊維基材2を賦形上型11から取り外すことなく、密着させたままの状態で、成形下型22上へと移し替えることができる。したがって、目止め剤を用いて補強繊維基材2を賦形した形に熱硬化させなくとも、補強繊維基材2を形崩れさせることなく成形下型22上へと移し替えることができる。
According to this manufacturing method, the mold transfer and setting step S3 (see Figures 6 to 8) allows the shaped reinforcing
また、本製造方法によれば、開閉繰り返し工程S6(図12~図14参照)により、キャビティC内の空気を適切に排出した状態で熱硬化性樹脂3を補強繊維基材2に含浸させて熱硬化させることができる。したがって、成形品1にボイドが発生することを適切に抑制することができる。
In addition, according to this manufacturing method, the repeated opening and closing process S6 (see Figures 12 to 14) allows the
以下、上述した各工程の詳細について、順に説明する。先ず、図3~図4を参照しながら、賦形工程S1について説明する。図3に示すように、賦形工程S1では、先ず、シート状の補強繊維基材2を、薄膜状の表層フィルム4と共に、賦形型10の下型である賦形下型12の賦形面12A上にセットする。
The details of each of the above-mentioned steps will be described below in order. First, the shaping step S1 will be described with reference to Figures 3 and 4. As shown in Figure 3, in the shaping step S1, the sheet-like reinforcing
補強繊維基材2は、炭素繊維不織布を複数層に重ね合わせた積層体から成る。補強繊維基材2は、炭素繊維の他、ガラス繊維又はアラミド繊維から成るものであっても良い。また、補強繊維基材2は、不織布の他、織物又は編物から成るものであっても良い。表層フィルム4は、成形品1の表面に薄膜状の意匠面を形成する合成樹脂膜である。表層フィルム4は、補強繊維基材2より先に賦形下型12の賦形面12A上にセットされ、その上に補強繊維基材2が積層状に重ね合わされるようにセットされる。
The reinforcing
次に、図4に示すように、賦形型10の上型である賦形上型11を賦形下型12に型締めする。それにより、賦形下型12上にセットされた表層フィルム4及び補強繊維基材2が、賦形下型12の賦形面12Aと賦形上型11の賦形面11Aとの間に押し挟まれて、これら賦形面12A,11Aに沿った形に賦形される。
Next, as shown in FIG. 4, the upper shaping
次に、図5に示すように、基材切断工程S2において、賦形型10を型締めしたまま、賦形型10内にある補強繊維基材2及び表層フィルム4の端部を、賦形型10内に設けられた切断刃13により切断する。切断刃13は、具体的な図示は省略されているが、賦形上型11内にセットされて、型締めと共に賦形下型12の賦形面12Aに向かって押下されることにより補強繊維基材2及び表層フィルム4の端部を製品形状に切断する構成とされる。
Next, as shown in FIG. 5, in the substrate cutting step S2, the ends of the reinforcing
上記基材切断工程S2において補強繊維基材2及び表層フィルム4の端部の切断を行うことで、樹脂成形後に端部を切断する構成と比べて、端部が硬化していない分、切断を簡便に行うことができる。また、補強繊維基材2が不織布より成ることから、裁断面の解れにくい構成とすることができる。
By cutting the ends of the reinforcing
次に、図6~図8を参照しながら、型移動セット工程S3について説明する。図6に示すように、型移動セット工程S3では、先ず、賦形上型11を賦形下型12から型開きする。その際、不図示の真空ポンプを用いて、賦形上型11に形成された不図示の通気孔から補強繊維基材2及び表層フィルム4を賦形上型11の賦形面11Aに密着させるように真空引きしながら賦形上型11を型開きする。
Next, the mold moving and setting step S3 will be described with reference to Figures 6 to 8. As shown in Figure 6, in the mold moving and setting step S3, first, the shaping
それにより、表層フィルム4が気密性を高めるシール材となって、補強繊維基材2及び表層フィルム4が、賦形上型11の賦形面11Aの形に沿って密着されたまま、すなわち賦形された形を崩すことなく保持したまま、賦形上型11と共に賦形下型12から取り出される。
As a result, the
次に、型開きした賦形上型11を、型開き状態にある成形型20の成形下型22上へと移動させて、図7に示すように、成形下型22に型締めする。具体的には、賦形上型11の成形下型22への型締めは、これらのうちの一方に設けられた位置決め用のピンを他方の孔に通す位置決めを伴って行われる。上記型締めにより、賦形上型11にくっついている補強繊維基材2及び表層フィルム4が、成形下型22の成形面22A上にセットされる。
Next, the open shaping
賦形上型11の賦形面11Aは、成形上型21の成形面21Aと略同一の面形状とされている。したがって、賦形上型11を成形下型22に型締めすることで、その賦形面11Aに密着されている補強繊維基材2及び表層フィルム4が、成形下型22の成形面22Aに沿って配置された状態にセットされる。
The shaping
次に、賦形上型11を成形下型22に型締めしたまま、賦形上型11に掛けている真空引きを解除する。それにより、賦形上型11の賦形面11Aに密着されていた補強繊維基材2及び表層フィルム4が、成形下型22の成形面22A上に落とされる。次に、図8に示すように、賦形上型11を成形下型22から型開きする。それにより、補強繊維基材2及び表層フィルム4が、成形下型22の成形面22A上に残されたまま、賦形上型11のみが成形下型22から型開きされる。
Next, the vacuum applied to the shaping
上記型開き後、補強繊維基材2及び表層フィルム4は、成形下型22の成形面22Aから浮き上がることなく、成形面22Aの形に沿った製品形状の形、すなわち賦形された形のまま保持される。その理由は、炭素繊維不織布から成る補強繊維基材2は、型開きにより除荷されても、賦形された形状を維持しやすいスプリングバックしにくい性質を備えるからである。
After the mold is opened, the reinforcing
なお、表層フィルム4は、その薄膜状の軟質なフィルムから成る構成により、補強繊維基材2と比べて復元力が弱く、補強繊維基材2を変形させるほどの弾発力は作用させないようになっている。したがって、この型移動セット工程S3により、賦形した補強繊維基材2及び表層フィルム4を賦形上型11に密着させたまま、成形下型22に形崩れさせることなくセットして受け渡すことができる。
The
次に、図9~図14を参照しながら、樹脂成形工程SR(減圧工程S4、樹脂注入工程S5、及び開閉繰り返し工程S6)について説明する。図9に示すように、先ず、減圧工程S4では、成形上型21を、補強繊維基材2及び表層フィルム4がセットされた成形下型22に型締めする。
Next, the resin molding process SR (pressure reduction process S4, resin injection process S5, and opening and closing repetition process S6) will be described with reference to Figures 9 to 14. As shown in Figure 9, first, in the pressure reduction process S4, the molding
そして、図10に示すように、型締めされた成形上型21の成形面21Aと成形下型22の成形面22Aとによって形成されるキャビティC内を、吸引管41を介して接続された真空ポンプ40を用いて真空引きする。真空ポンプ40は、成形上型21に形成されたベント21C及びその先に接続された吸引管41を介して外部からキャビティC内に吸引圧を掛けてキャビティC内を減圧するようになっている。吸引管41には、その流れ方向の4箇所の位置に開閉弁V1~V4が設けられている。各開閉弁V1~V4は、互いの間を空けて設けられており、不図示の制御装置を介して個別に開閉切り替えされるようになっている。
As shown in FIG. 10, the cavity C formed by the
次に、図11に示すように、上記減圧されたキャビティC内に、樹脂供給装置30を用いて液体状態の熱硬化性樹脂3を注入する。樹脂供給装置30は、液体状態の熱硬化性樹脂3を、成形上型21に形成された注入孔21Bからノズル31を介してキャビティC内に注入する。
Next, as shown in FIG. 11, the liquid
本実施形態で用いられる熱硬化性樹脂3は、主剤と硬化剤とから成る二液混合型のエポキシ樹脂とされる。樹脂供給装置30は、不図示のミキシングヘッドにおいてエポキシ樹脂の主剤と硬化剤とを所定の配合比で衝突混合させたものをミキシングヘッドの先端にあるノズル31から注入孔21Bを介してキャビティC内に注入する。
The
熱硬化性樹脂3は、エポキシ樹脂の他、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はウレタン樹脂から成るものであっても良い。成形上型21の下面の周縁には、図示は省略されているが、型締め時に成形下型22の上面との間に押し挟まれてキャビティCの周縁を密封するシール部材が設けられている。
The
図10に示す減圧工程S4では、成形上型21を成形下型22に型締めした後、先ず、真空ポンプ40を用いてキャビティC内のガス(空気)をベント21C及び吸引管41を介して外部に排出し、キャビティC内を所定の負圧まで減圧する。その際、4つの開閉弁V1~V4は、それぞれ開弁させた状態としておく。
In the depressurization step S4 shown in FIG. 10, after the upper molding die 21 is clamped to the lower molding die 22, the gas (air) in the cavity C is first exhausted to the outside via the
そして、キャビティC内が所定の負圧まで減圧されたところで、4つの開閉弁V1~V4を閉弁する。それにより、キャビティCに加え、4つの開閉弁V1~V4で仕切られた各空間も所定の負圧に減圧された気密状態に保たれる。上記4つの開閉弁V1~V4を閉弁した後、真空ポンプ40の作動を停止させる。
Then, when the pressure inside cavity C is reduced to a predetermined negative pressure, the four on-off valves V1 to V4 are closed. As a result, in addition to cavity C, each space partitioned by the four on-off valves V1 to V4 is also kept in an airtight state with the pressure reduced to the predetermined negative pressure. After the four on-off valves V1 to V4 are closed, the operation of the
その後、図11に示す樹脂注入工程S5において、上記減圧されたキャビティC内に樹脂供給装置30から液体状態の熱硬化性樹脂3を注入する。この減圧環境下における注入により、液体状態の熱硬化性樹脂3がキャビティC内に広く行き渡った状態に充填される。また、それに伴い、キャビティC内に注入された液体状態の熱硬化性樹脂3が、キャビティC内の補強繊維基材2に含浸すると共に、補強繊維基材2に残る気泡を押し出しながらキャビティC内を流動する。
Then, in the resin injection step S5 shown in FIG. 11, liquid
キャビティC内に注入される熱硬化性樹脂3は、エポキシ樹脂から成ることから、液体状態における粘性が低い。したがって、樹脂供給装置30による注入圧力が低くても、熱硬化性樹脂3がキャビティC内に広く行き渡るように充填され、かつ、補強繊維基材2に適切に含浸される。キャビティC内に液体状態の熱硬化性樹脂3が充填されていくと、キャビティC内の気泡が浮上していき、ベント21Cに向かって移動する。
The
キャビティC内に熱硬化性樹脂3が充填されることで、各開閉弁V1~V4の閉弁により保圧されたキャビティC内に熱硬化性樹脂3の注入圧が掛けられ、キャビティC内の内圧が上昇する。その結果、図15に示すように、キャビティC内に気泡が残っている場合に、この気泡がキャビティCの内圧により押し潰される。しかし、気泡が押し潰されるのに伴い、キャビティCの内圧も徐々に上昇していくことから、内圧が一定以上となった時点で、樹脂供給装置30による注入圧力だけでは気泡がそれ以上押し潰されない状態となる。
When the
そこで、次に、図12~図14に示すように、開閉繰り返し工程S6として、樹脂供給装置30による熱硬化性樹脂3の注入を継続したまま、各開閉弁V1~V3をキャビティCに近い上流側(開閉弁V1)から順に開弁する。それにより、キャビティC内の保圧と減圧とが繰り返し行われて、キャビティC内に残存する気泡が、熱硬化性樹脂3の注入圧により押し退けられる形でベント21Cへと次第に排出される。
As shown in Figures 12 to 14, next, in the repeat opening and closing step S6, while continuing to inject
具体的には、図12に示すように、開閉繰り返し工程S6では、先ず、最も上流側の開閉弁V1が開弁される。それにより、開弁された開閉弁V1と閉弁されている開閉弁V2との間の負圧の作用により、キャビティC内が減圧される。 Specifically, as shown in FIG. 12, in the repeating opening and closing process S6, first, the most upstream opening and closing valve V1 is opened. As a result, the pressure in cavity C is reduced by the action of the negative pressure between the open opening and closing valve V1 and the closed opening and closing valve V2.
その後、樹脂供給装置30による熱硬化性樹脂3の注入が継続されていることから、キャビティCの内圧が再び一定以上に上昇して保圧状態となる。その間、キャビティC内に充填された熱硬化性樹脂3の一部がベント21Cから吸引管41に漏出するが、熱硬化性樹脂3の漏出は、閉弁されている上流側から2番目の開閉弁V2の手前までに留められる。
After that, as the
続いて、図13に示すように、上流側から2番目の開閉弁V2が開弁される。それにより、開弁された開閉弁V2と閉弁されている開閉弁V3との間の負圧の作用により、キャビティC内が減圧される。その後、樹脂供給装置30による熱硬化性樹脂3の注入が継続されていることから、キャビティCの内圧が再び一定以上に上昇して保圧状態となる。そしてその間、キャビティC内に充填された熱硬化性樹脂3の一部がベント21Cから吸引管41に漏出するが、熱硬化性樹脂3の漏出は、閉弁されている上流側から3番目の開閉弁V3の手前までに留められる。
Next, as shown in FIG. 13, the second on-off valve V2 from the upstream side is opened. This reduces the pressure inside the cavity C due to the negative pressure between the open on-off valve V2 and the closed on-off valve V3. After that, the
続いて、図14に示すように、上流側から3番目の開閉弁V3が開弁される。それにより、開弁された開閉弁V3と閉弁されている開閉弁V4との間の負圧の作用により、キャビティC内が減圧される。その後、樹脂供給装置30による熱硬化性樹脂3の注入が継続されていることから、キャビティCの内圧が再び一定以上に上昇して保圧状態となる。そしてその間、キャビティC内に充填された熱硬化性樹脂3の一部がベント21Cから吸引管41に漏出するが、熱硬化性樹脂3の漏出は、閉弁されている上流側から4番目の開閉弁V4の手前までに留められる。
Next, as shown in FIG. 14, the third on-off valve V3 from the upstream side is opened. This reduces the pressure inside the cavity C due to the negative pressure between the open on-off valve V3 and the closed on-off valve V4. After that, the
上記開閉弁V1~V3の段階的な開弁により、キャビティC内の減圧と保圧とが繰り返される。そして、上記開閉繰り返し工程S6を経てキャビティC内に熱硬化性樹脂3が充填された後、樹脂供給装置30による熱硬化性樹脂3の注入を停止し、キャビティC内を保圧状態にする。そして、この状態で、成形型20の加熱に伴いキャビティC内の熱硬化性樹脂3を熱硬化させることにより、表層フィルム4及び補強繊維基材2と熱硬化性樹脂3とが一体化された成形品1が成形される。
By gradually opening the on-off valves V1 to V3, the cavity C is repeatedly depressurized and pressurized. After the cavity C is filled with the
その後、図16に示す脱型工程S7において、成形型20を型開きし、成形した成形品1を成形下型22から取り出す。以上の工程により、表面にボイドのない成形品1を成形することができる。
After that, in the demolding process S7 shown in FIG. 16, the molding die 20 is opened and the molded
以上をまとめると、本実施形態に係る繊維強化樹脂成形品1の製造方法は、次のような構成とされている。なお、以下において括弧書きで付す符号は、上記実施形態で示した各構成に対応する符号である。
In summary, the manufacturing method of the fiber-reinforced plastic molded
すなわち、繊維強化樹脂成形品(1)の製造方法は、シート状の補強繊維基材(2)に熱硬化性樹脂(3)を含浸させて熱硬化させることで得られる繊維強化樹脂成形品(1)の製造方法である。繊維強化樹脂成形品(1)の製造方法は、減圧工程(S4)と、樹脂注入工程(S5)と、開閉繰り返し工程(S6)と、を有する。減圧工程(S4)は、補強繊維基材(2)がセットされた成形型(20)のキャビティ(C)内をベント(21C)を介して真空引きする工程である。 That is, the method for producing a fiber-reinforced plastic molded product (1) is a method for producing a fiber-reinforced plastic molded product (1) obtained by impregnating a sheet-shaped reinforcing fiber substrate (2) with a thermosetting resin (3) and thermally curing the resin. The method for producing a fiber-reinforced plastic molded product (1) includes a depressurizing step (S4), a resin injection step (S5), and a repeated opening and closing step (S6). The depressurizing step (S4) is a step of drawing a vacuum through a vent (21C) inside the cavity (C) of the mold (20) in which the reinforcing fiber substrate (2) is set.
樹脂注入工程(S5)は、減圧されたキャビティ(C)内に熱硬化性樹脂(3)を注入して充填する工程である。開閉繰り返し工程(S6)は、樹脂注入工程(S5)の最中にベント(21C)の閉弁と開弁とを繰り返すことでベント(21C)を介したキャビティ(C)内の保圧と減圧とを反復的に行う工程である。上記構成によれば、樹脂注入工程(S5)において、キャビティ(C)内に残存する空気(気泡)が、開閉繰り返し工程(S6)による保圧と減圧との反復に伴い、熱硬化性樹脂(3)の注入圧により押し退けられる形でベント(21C)へと排出される。その結果、キャビティ(C)内の空気を適切に排出することができ、成形される繊維強化樹脂成形品(1)へのボイドの発生を適切に抑制することができる。 The resin injection process (S5) is a process of injecting and filling the depressurized cavity (C) with thermosetting resin (3). The opening and closing repetition process (S6) is a process of repeatedly opening and closing the vent (21C) during the resin injection process (S5) to repeatedly maintain and reduce the pressure in the cavity (C) through the vent (21C). According to the above configuration, in the resin injection process (S5), the air (air bubbles) remaining in the cavity (C) is pushed aside by the injection pressure of the thermosetting resin (3) and discharged to the vent (21C) as the pressure maintenance and reduction in pressure are repeated in the opening and closing repetition process (S6). As a result, the air in the cavity (C) can be properly discharged, and the occurrence of voids in the fiber-reinforced resin molded product (1) to be molded can be properly suppressed.
また、開閉繰り返し工程(S6)が、減圧工程(S4)の後にベント(21C)に接続された吸引管(41)の流れ方向の複数箇所に並ぶ各開閉弁(V1~V4)を閉弁し、その後に、下流端の開閉弁(V4)を残して各開閉弁(V1~V3)をキャビティ(C)に近い上流側から順に開弁していくことで、下流側に並ぶ開閉弁(V2~V4)との間の真空圧の作用により、キャビティ(C)内の保圧と減圧とが繰り返される工程とされる。このように、ベント(21C)に接続された吸引管(41)に複数の開閉弁(V1~V4)を設定し、減圧状態で閉弁された各開閉弁(V1~V3)を上流側から順に開弁するという簡素な構成により、キャビティ(C)内の保圧と減圧との反復及び熱硬化性樹脂(3)を下流端の開閉弁(V4)から漏出させないようにする制御を簡便かつ適切に行うことができる。 In addition, the opening and closing repetition step (S6) is a step in which, after the depressurization step (S4), each of the on-off valves (V1 to V4) arranged at multiple positions in the flow direction of the suction pipe (41) connected to the vent (21C) is closed, and then each of the on-off valves (V1 to V3) is opened in order from the upstream side close to the cavity (C) except for the on-off valve (V4) at the downstream end, so that the pressure in the cavity (C) is repeatedly maintained and depressurized by the action of the vacuum pressure between the on-off valves (V2 to V4) arranged downstream. In this way, with a simple configuration in which multiple on-off valves (V1 to V4) are set in the suction pipe (41) connected to the vent (21C) and each of the on-off valves (V1 to V3) closed in a depressurized state is opened in order from the upstream side, it is possible to easily and appropriately perform repeated pressure maintenance and depressurization in the cavity (C) and control to prevent the thermosetting resin (3) from leaking from the on-off valve (V4) at the downstream end.
《その他の実施形態について》
以上、本発明の実施形態を1つの実施形態を用いて説明したが、本発明は上記実施形態の他、各種の形態で実施することができるものである。
Other embodiments
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be embodied in various forms other than the above embodiment.
1.本発明の繊維強化樹脂成形品の製造方法は、いわゆるRTM(Resin Transfer Molding)成形法を用いるものであれば良く、VaRTM(Vacuum assisted Resin Transfer Molding)成形法を用いるものであっても良い。また、繊維強化樹脂成形品は、自動車や鉄道等の車両用のシートに適用されるものの他、航空機や船舶等の車両以外の乗物用のシートに適用されるものであっても良い。また、乗物の内装部品に適用されても良い。 1. The manufacturing method of the fiber-reinforced plastic molded product of the present invention may be one that uses the so-called RTM (Resin Transfer Molding) molding method, or may be one that uses VaRTM (Vacuum assisted Resin Transfer Molding) molding method. Furthermore, the fiber-reinforced plastic molded product may be applied to seats for vehicles such as automobiles and trains, as well as seats for vehicles other than vehicles such as aircraft and ships. It may also be applied to interior parts of vehicles.
2.開閉繰り返し工程は、1つの開閉弁の開弁・閉弁の繰り返しにより、キャビティ内の保圧と減圧とを反復的に行うものであっても良い。開閉繰り返し工程におけるキャビティ内の保圧と減圧との繰り返し回数は、特定の回数に限定されるものではなく、賦形された補強繊維基材の形状や選択される熱硬化性樹脂の種類等の条件に応じて適宜設定すれば良いものである。 2. The opening and closing repetition process may be a process in which pressure retention and pressure reduction within the cavity are repeatedly performed by repeatedly opening and closing one opening and closing valve. The number of times that pressure retention and pressure reduction within the cavity are repeated in the opening and closing repetition process is not limited to a specific number, and may be set appropriately depending on conditions such as the shape of the shaped reinforcing fiber substrate and the type of thermosetting resin selected.
1 繊維強化樹脂成形品
2 補強繊維基材
3 熱硬化性樹脂
4 表層フィルム
10 賦形型
11 賦形上型
11A 賦形面
12 賦形下型
12A 賦形面
13 切断刃
20 成形型
21 成形上型
21A 成形面
21B 注入孔
21C ベント
22 成形下型
22A 成形面
C キャビティ
30 樹脂供給装置
31 ノズル
40 真空ポンプ
41 吸引管
V1~V4 開閉弁
S1 賦形工程
S2 基材切断工程
S3 型移動セット工程
S4 減圧工程
S5 樹脂注入工程
S6 開閉繰り返し工程
S7 脱型工程
SR 樹脂成形工程
100 車両用シート
101 シートバック
LIST OF
Claims (2)
前記補強繊維基材がセットされた成形型のキャビティ内をベントを介して真空引きする減圧工程と、
減圧された前記キャビティ内に前記熱硬化性樹脂を注入して充填する樹脂注入工程と、
前記樹脂注入工程の最中に前記ベントの閉弁と開弁とを繰り返すことで前記ベントを介した前記キャビティ内の保圧と減圧とを反復的に行う開閉繰り返し工程と、を有する繊維強化樹脂成形品の製造方法。 A method for producing a fiber-reinforced resin molded product obtained by impregnating a sheet-shaped reinforcing fiber substrate with a thermosetting resin and thermally curing the resin,
a decompression step of drawing a vacuum through a vent inside the cavity of the mold in which the reinforcing fiber substrate is set;
a resin injection step of injecting the thermosetting resin into the depressurized cavity to fill it;
and an opening and closing repeating process of repeatedly closing and opening the vent during the resin injection process to repeatedly maintain and reduce pressure in the cavity via the vent.
前記開閉繰り返し工程が、前記減圧工程の後に前記ベントに接続された吸引管の流れ方向の複数箇所に並ぶ各開閉弁を閉弁し、その後に、下流端の前記開閉弁を残して各前記開閉弁を前記キャビティに近い上流側から順に開弁していくことで、下流側に並ぶ前記開閉弁との間の真空圧の作用により、前記キャビティ内の保圧と減圧とが繰り返される工程とされる繊維強化樹脂成形品の製造方法。 A method for producing a fiber-reinforced resin molded product according to claim 1,
A manufacturing method for a fiber-reinforced plastic molded product, in which the repeated opening and closing process is a process in which, after the depressurization process, each of the opening and closing valves arranged at multiple locations in the flow direction of the suction pipe connected to the vent is closed, and then, except for the opening and closing valve at the downstream end, each of the opening and closing valves is opened in order from the upstream side closest to the cavity, thereby repeatedly maintaining pressure and reducing pressure in the cavity due to the action of vacuum pressure between the opening and closing valves arranged downstream.
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