JP4220874B2 - 樹脂含浸センサ・補修器及び樹脂含浸補修器並びに補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂含浸センサ・補修器及び樹脂含浸補修器並びに補修方法に関し、繊維基材に液体樹脂を真空含浸していく含浸作業中において含浸状況を簡便に把握するとともに、含浸樹脂が硬化する前に未含浸欠陥を容易に補修（補修吸引または補修注入）することができるように工夫したものである。

従来より、繊維強化プラスチック（以下「ＦＲＰ」と称する）の製造方法として、真空バッグ法が知られている。この真空バッグ法では、型の上に繊維基材を載置し、この繊維基材をバッグフィルムで覆い、バッグフィルムの周縁部分と型との間をシールする。そして、バッグフィルムと型との間の繊維基材が存在する空間を真空引きしつつ、この空間内に液体樹脂を注入して真空含浸する。

ここで、図７を参照しつつ、真空バッグ法により大型のＦＲＰ製品を製造する手法の一例を説明する。図７に示すように、型１の上面にはパスメディア２が敷かれる。パスメディア２は、空隙を多数有している網または布でなるシートであり、このパスメディア２の面に沿って液体樹脂を迅速に面状に浸透・拡散させることができる。

パスメディア２の上面のうち、中央部分には繊維基材３が載置され、周辺部分には樹脂供給パイプ４が配置される。樹脂供給パイプ４には多数の孔が形成されている。そして、パスメディア２及び樹脂供給パイプ４を含めて繊維基材３の上面からバッグフィルム５が覆われる。バッグフィルム５の周縁部分と型１との間はシールされる。

吸引パイプ６は、その先端がバッグフィルム５を貫通して繊維基材３に臨んでおり、その基端には真空吸引装置７が接続されている。

樹脂含浸をする際には、樹脂供給パイプ４に液体樹脂を供給する。同時に、真空吸引装置７を稼働させて、バッグフィルム５と型１との間の繊維基材３が配置された空間を、吸引パイプ６を介して真空引きする。
そうすると、液体樹脂は樹脂供給パイプ４の孔からパスメディア２に供給され、パスメディア２の面に沿って迅速に面状に浸透・拡散する。このようにしてパスメディア２により面状に拡散した液体樹脂は、繊維基材３の底面側から含浸（真空含浸）していく。

大型のＦＲＰ製品では、含浸する面積が広いので、製品全体を一括して樹脂含浸をすることができない。これは、広い面積を一括して樹脂含浸をしようとすると、樹脂未含浸部が広い面積で発生したり、樹脂含浸に伴い追い出されていくガスが広い面の各所に残ったりするからである。

そこで、含浸する面を複数に別けておき、一番端のブロック（第１ブロック）を最初に含浸処理し、第１ブロックの含浸が終了したらその隣の（第２ブロックの）含浸をし、この第２ブロックの含浸が終了したらその隣の第３ブロックの含浸をするという手順で、ブロック毎に含浸作業を順次進めている。このようにブロック毎に含浸作業を進めていくことにより、そのブロックにおける含浸が効率的に行われて未含浸部が発生し難くなり、また、樹脂含浸に伴い追い出されていくガスは順次に隣接するブロックに追い出されていくため、ガスが残ることもない。

なお大型のＦＲＰ製品としては、次のようなものがある。
(1) ＦＲＰブレード（風車、各種タービン動翼）
(2) 航空機用ＦＲＰ構造体（機体、ドア、翼）
(3) 橋梁
(4) 高速車両部材
(5) 建築部材
(6) 船舶

また、樹脂含浸をして樹脂硬化した後に、未含浸部を発見した場合に、この未含浸部のみに液体樹脂を含浸して補修する技術は特開平２０００−２３８１３９（特許文献１）に開示されている。

特開２０００−２３８１３９号公報

ところで、大型のＦＲＰ製品のように、含浸する面を複数ブロックに別けておき、ブロック毎に順次含浸をしていく場合には、各ブロックにおいて液体樹脂がどの程度含浸しているかを把握する必要があるが、従来では含浸程度を簡便・確実に検出するセンサが存在しなかった。

また、真空バック法によるＦＲＰの製造においては、事前に実験や解析などにより液体樹脂の流れを予測して、実際の製品に樹脂の未含浸部（未含浸欠陥）などができないように、液体樹脂の注入方法や真空吸引の方法を工夫することは可能である。しかしながら実際の製品では、その大きさや形状の複雑さによっては、事前の予想通りにならない場合が多く、液体樹脂の未含浸欠陥が数カ所に発生する場合が多々ある。
例えば、平板に凹凸状の強化リブを付加した製品や、肉厚が多段に変化している製品や、長さが１０ｍを越えて３次元的なねじりが存在する大型の製品等に、未含浸欠陥が発生することが見受けられる。

なお、特許文献１に示す技術では、液体樹脂を含浸させて硬化させた後に、未含浸部に液体樹脂を注入する手法であり、硬化前に未含浸欠陥を補修するものではない。また特許文献１に示す技術では、未含浸欠陥が連続空隙になっている場合は樹脂を完全に注入することは可能であるが、島状の不連続空隙の集合部分（気泡欠陥の集合体など）や、未含浸部と未含浸部の境界部分（部分的に未含浸となっている）の補修は、完全に正常な状態に戻すことは不可能に近い。また仮に、補修注入できたとしても信頼性に欠ける。

本発明は、上記従来技術に鑑み、樹脂含浸程度を簡単に検出（モニタリング）することができると共に、樹脂硬化前に未含浸欠陥の補修をもすることができる、樹脂含浸センサ・補修器及び補修方法を提供することを目的とする。

また本発明は、真空バッグ法によりＦＲＰを成形する際の樹脂未含浸欠陥、例えば樹脂含浸途中で発生した未含浸欠陥、あるいは含浸終了後の樹脂が硬化する前に発生した未含浸欠陥を、樹脂が硬化する前に部分的に樹脂の補修吸引や補修注入を行う樹脂含浸補修器及び補修方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決する本発明の樹脂含浸センサ・補修器の構成は、
液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
このチューブの基端に連通状態で配置された透明容器とを備えていることを特徴とする。

また本発明の樹脂含浸センサ・補修器の構成は、
液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
このチューブの基端に連通状態で配置された透明容器と、
真空ポンプが介装されると共に前記透明容器に接続された吸引管とを備えていることを特徴とする。
また、この樹脂含浸センサ・補修器を用いた補修方法の構成は、
バッグフィルムで覆われた状態で液体樹脂が真空含浸された繊維基材のうち液体樹脂が含浸されていない未含浸部を、前記液体樹脂が硬化する前に補修する補修方法であって、
上記樹脂含浸センサ・補修器を用い、この樹脂含浸センサ・補修器の前記チューブを、前記バッグフィルムを突き破って前記未含浸部に差し込み、
前記真空ポンプにて前記透明容器の内部空間を真空引きすることにより、前記繊維基材に含浸されていた液体樹脂を前記未含浸部にまで吸引して含浸させることを特徴とする。

また本発明の樹脂含浸センサ・補修器の構成は、
液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
このチューブの基端に連通状態で配置された透明容器と、
液体樹脂が貯留される樹脂タンクと、
前記透明容器と前記樹脂タンクとを接続する樹脂注入管とを備えていることを特徴とする。
また、この樹脂含浸センサ・補修器を用いた補修方法の構成は、
バッグフィルムで覆われた状態で液体樹脂が真空含浸された繊維基材のうち液体樹脂が含浸されていない未含浸部を、前記液体樹脂が硬化する前に補修する補修方法であって、
上記樹脂含浸センサ・補修器を用い、この樹脂含浸センサ・補修器の前記チューブを、前記バッグフィルムを突き破って前記未含浸部に差し込み、
前記繊維基材が存在する部分を真空引きすることにより、前記樹脂タンクに貯留している液体樹脂を、前記樹脂注入管，前記透明容器及び前記チューブを介して前記未含浸部に注入して含浸させることを特徴とする。

また、上記樹脂含浸センサ・補修器では、
前記チューブに横穴が形成されていてもよい。

また本発明の樹脂含浸補修器の構成は、
液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
樹脂トラップ容器と、
前記チューブの基端と前記樹脂トラップ容器とを接続する樹脂吸引管と、
前記樹脂トラップ容器の内部空間を真空引きする真空装置とを備えていることを特徴とする。

また本発明の樹脂含浸補修器の構成は、
液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれる複数のチューブと、
樹脂トラップ容器と、
複数の前記チューブの基端と前記樹脂トラップ容器とを接続する複数の樹脂吸引管と、
前記樹脂トラップ容器の内部空間を真空引きする真空装置とを備えていることを特徴とする。

また上記樹脂含浸補修器では、
前記樹脂トラップ容器には真空ゲージが備えられていてもよい。

また、上記樹脂含浸補修器を用いた補修方法の構成は、
バッグフィルムで覆われた状態で液体樹脂が真空含浸された繊維基材のうち液体樹脂が含浸されていない未含浸部を、前記液体樹脂が硬化する前に補修する補修方法であって、
上記樹脂含浸補修器を用い、この樹脂含浸補修器の前記チューブを、前記バッグフィルムを突き破って前記未含浸部に差し込み、
前記真空ポンプにて前記樹脂トラップ容器の内部空間を真空引きすることにより、前記繊維基材に含浸されていた液体樹脂を前記未含浸部にまで吸引して含浸させることを特徴とする。

また本発明の樹脂含浸補修器の構成は、
液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
樹脂注入容器と、
前記チューブの基端と前記樹脂注入容器とを接続する樹脂注入管と、
前記樹脂注入容器の内部空間に液体樹脂を供給する液体樹脂供給装置とを備えていることを特徴とする。
この樹脂含浸補修器を用いた補修方法の構成は、
バッグフィルムで覆われた状態で液体樹脂が真空含浸された繊維基材のうち液体樹脂が含浸されていない未含浸部を、前記液体樹脂が硬化する前に補修する補修方法であって、
上記樹脂含浸補修器を用い、この樹脂含浸補修器の前記チューブを、前記バッグフィルムを突き破って前記未含浸部に差し込み、
前記液体樹脂供給装置から供給した液体樹脂を、前記樹脂注入容器，前記樹脂注入管，及び前記チューブを介して前記未含浸部に注入して含浸させることを特徴とする。

本発明の樹脂含浸センサ・補修器では、液体樹脂が繊維基材に含浸されてくると、この液体樹脂はチューブ内を通って透明容器内に滲みでてくるため、この状態を視認して含浸状態を容易に確認することができる。
更に、真空ポンプにより透明容器内を減圧することにより、確実に液体樹脂を滲みだすことができ、検出精度が向上する。

また本発明の樹脂含浸センサ・補修器では、前記チューブには横穴が形成することにより、液体樹脂の吸込をより確実にして、含浸状態の検出を確実にしている。
また本発明の樹脂含浸センサ・補修器を用いて、未含浸部の補修吸引や補修注入ができ、未含浸部を補修することができる。

また本発明の樹脂含浸補修器及びこれを用いた補修方法では、真空バッグ法によりＦＲＰを形成する際の樹脂未含浸欠陥、例えば液体樹脂含浸途中で発生した未含浸部、あるいは含浸終了後の樹脂が硬化する前に発生した未含浸部を、樹脂が硬化する前に部分的に補修吸引や補修注入をして液体樹脂の補修を行うことができる。したがって未含浸部に液体樹脂を確実に浸透させることができ、かつ、未含浸欠陥が発生した部分を補修することにより、この補修部分のＦＲＰ材料物性を、正常部と同等の物性にすることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、具体的な各種の実施例を基に説明をする。

図１は本発明の第１の実施例にかかる樹脂含浸センサ・補修器１０を示す。同図に示すように、この樹脂含浸センサ・補修器１０の金属チューブ１１は、外径が１０ｍｍのステンレスチューブであり、その先端は尖っている。この金属チューブ１１の基端にはフランジ１２が接続されており、このフランジ１２には透明容器１３が密着している。このため、金属チューブ１１の内部空間と、透明容器１３の内部空間とが密閉状態で連通している。なお、フランジ１２と透明容器１３との密着は、接着剤によりフランジ１２と透明容器１３とを接続したり、シーラントによりフランジ１２と透明容器１３とを接続することにより実現している。また、透明容器１３には、真空ポンプ１４が介装された吸引管１５が接続されている。

このような構成となっている樹脂含浸センサ・補修器１０は、真空ポンプ１４により透明容器１３及び金属チューブ１１の内部空間を減圧しながら、金属チューブ１１を、バッグフィルム１０５を突き破るようにして強化繊維基材１０３に差し込む。このとき、フランジ１２とバッグフィルム１０５との間にシール１６を介在させる。なお、強化繊維基材１０３に、金属チューブ差し込み用の穴を予め形成しておいてもよく、この穴としては、ＦＲＰ製品に形成されるボルトねじ込み用の穴を利用してもよい。

この例では、繊維強化基材１０３は、ガラス繊維の強化繊維織物を１２０枚（約５インチ）積層したものである。そして、金属チューブ１１の長さは、強化繊維基材１０３に差し込んだときに、チューブ先端が強化繊維基材１０３の厚さの半分の位置にまで到達するように設定している。

図１に示す状態は、上側の強化繊維基材１０３ａには液体樹脂Ｒが未含浸となっており、下側の強化繊維基材１０３ｂには液体樹脂Ｒが含浸されている状態である。なお、液体樹脂Ｒは、図７に示すのと同様な状態で強化繊維基材１０３の下面側から含浸（真空含浸）されていく。

この図１の状態のように、強化繊維基材１０３の厚さの半分程度にまで液体樹脂Ｒが含浸されると、液体樹脂Ｒは金属チューブ１１内を通り（上昇し）、透明容器１３の内部空間に滲みでてくる。

このように、透明容器１３内に液体樹脂Ｒが滲みでてきたことを、作業者は目で見ることができる。このように液体樹脂Ｒが滲みでてきたことを視認したら、作業者は、液体樹脂Ｒが強化繊維基材１０３の厚さの半分まで到達したことを判断することができる。このため、残りの含浸時間を経験則に照らして決定することができ、確実にこのブロックの含浸を行うことができる。このように樹脂含浸センサ・補修器１０を用いることにより、液体樹脂Ｒの含浸状況を的確に把握することができ、高品質の大型厚肉のＦＲＰ構造体を効率よく製造することができる。

なお、この樹脂含浸センサ・補修器１０を差し込む位置は、例えば図７でいえばＡ位置、即ち、液体樹脂Ｒが供給される位置（樹脂供給パイプ４）から離れた位置とする。このように液体樹脂供給位置から離れた位置で、液体樹脂Ｒの含浸到達を検出することにより、基材全体に確実に樹脂含浸をすることができる。

また、図１の例では、透明容器１３に、真空ポンプ１４を介装した吸引管１５を接続しているが、この真空ポンプ１４及び吸引管１５が無い構造としても、樹脂の含浸状況を把握することができる樹脂含浸センサ・補修器とすることができる。

実施例１は、図１に示す樹脂含浸センサ・補修器１０を「樹脂含浸センサ」として機能させた説明であるが、この樹脂含浸センサ・補修器１０を、未含浸部を補修する「補修器」として使用して、液体樹脂Ｒの補修吸引をすることもできる。

つまり、液体樹脂Ｒが硬化する前に、強化繊維基材１０３のうち液体樹脂Ｒが含浸していない部分に、この樹脂含浸センサ・補修器１０を差し込む。即ち、バッグフィルム１０５を突き破って金属チューブ１１を、強化繊維基材１０３のうち樹脂未含浸部に差し込む。そして、真空ポンプ１４を積極的に作動させ、透明容器１３及び金属チューブ１１の内部空間を真空引きする。そうすると、繊維強化基材１０３のうち金属チューブ１１を差し込んだ部分（未含浸部）の圧力が下がり、含浸部１０３ｂに含浸していた液体樹脂Ｒが未含浸部１０３ａにまで浸透してきて、補修吸引が行われる。この補修吸引により、製品製造工程において同時進行で補修が行えるため、未含浸欠陥がなくなり高品質の大型厚肉ＦＲＰを効率良く製造することができる。

図２は本発明の第３の実施例にかかる樹脂含浸センサ・補修器２０を示す。同図に示すように、この樹脂含浸センサ・補修器２０の金属チューブ２１は、強化繊維基材２０３の損傷を少なくし、かつ、差し込み時の抵抗を小さくするために、外径が２ｍｍと細いステンレスチューブであり、その先端は尖っている。金属チューブ２１のうち、強化繊維基材２０３に差し込まれる部分には、多数の横穴２１ａが形成されている。横穴２１ａは、長手方向（金属チューブ２１の軸方向）の複数箇所に配置されており、金属チューブ２０の内部空間と外周面とを連通している。

この金属チューブ２１の基端にはフランジ２２が接続されており、このフランジ２２には透明容器２３が密着している。このため、金属チューブ２１の内部空間と、透明容器２３の内部空間とが密閉状態で連通している。なお、フランジ２２と透明容器２３との密着は、接着剤によりフランジ２２と透明容器２３とを接続したり、シーラントによりフランジ２２と透明容器２３とを接続することにより実現している。また、透明容器２３には、真空ポンプ２４が介装された吸引管２５が接続されている。

このような構成となっている樹脂含浸センサ・補修器２０では、簡便のため真空ポンプ２４を作動させることなく、金属チューブ２１を、バッグフィルム２０５を突き破るようにして強化繊維基材２０３に強制的に差し込む。つまり、強化繊維基材２０３に差し込み用の穴は予め形成せず強制的に差し込む。このとき、フランジ２２とバッグフィルム２０５との間にシール２６を介在させる。

この例では、繊維強化基材２０３は、炭素繊維の強化繊維織物を２５６枚（約１インチ）積層したものである。そして、金属チューブ２１の長さは、強化繊維基材２０３に差し込んだときに、チューブ先端が強化繊維基材２０３の厚さの半分の位置にまで到達するように設定している。

このようにして、樹脂含浸センサ・補修器２０を差し込んだ後に、液体樹脂Ｒを、図７に示すのと同様な状態で、強化繊維基材２０３の下面側から含浸（真空含浸）していく。

強化繊維基材２０３の厚さの半分程度にまで液体樹脂Ｒが含浸されると、液体樹脂Ｒは金属チューブ２１内を通り（上昇し）、透明容器２３の内部空間に滲みでてくる。これは、強化繊維基材２０３と共に透明容器２３が真空引きされているので、真空ポンプ２４により透明容器２３の内部を減圧していなくても、透明容器２３の内部空間に液体樹脂Ｒが滲みでてくるのである。勿論、真空ポンプ２４を作動させれば、より迅速に液体樹脂Ｒが透明容器２３の内部空間に滲みでてくる。

このように、透明容器２３内に液体樹脂Ｒが滲みでてきたことを、作業者は目で見ることができる。このように液体樹脂Ｒが滲みでてきたことを視認したら、作業者は、液体樹脂Ｒが強化繊維基材２０３の厚さの半分まで到達したことを判断することができる。このため、残りの含浸時間を経験則に照らして決定することができ、確実にこのブロックの含浸を行うことができる。このように樹脂含浸センサ・補修器２０を用いることにより、液体樹脂Ｒの含浸状況を的確に把握することができ、高品質の大型厚肉のＦＲＰ構造体を効率よく製造することができる。

なお、この樹脂含浸センサ・補修器２０を差し込む位置は、例えば図７でいえばＡ位置、即ち、液体樹脂Ｒが供給される位置（樹脂供給パイプ４）から離れた位置とする。このように液体樹脂供給位置から離れた位置で、液体樹脂Ｒの含浸到達を検出することにより、基材全体に確実に樹脂含浸をすることができる。

また、図２の例では、透明容器２３に、真空ポンプ２４を介装した吸引管２５を接続しているが、この真空ポンプ２４及び吸引管２５が無い構造としても、樹脂の含浸状況を把握することができる樹脂含浸センサ・補修器とすることができる。

実施例３は、図２に示す樹脂含浸センサ・補修器２０を「樹脂含浸センサ」として機能させた説明であるが、この樹脂含浸センサ・補修器２０を、未含浸部を補修する「補修器」として使用して、液体樹脂Ｒの補修吸引をすることもできる。

つまり、液体樹脂Ｒが硬化する前に、強化繊維基材２０３のうち液体樹脂Ｒが含浸していない部分（気体が溜まり、気泡となっている部分）に、この樹脂含浸センサ・補修器２０を差し込む。即ち、バッグフィルム２０５を突き破って金属チューブ２１を、強化繊維基材２０３のうち樹脂未含浸部に差し込む。そして、真空ポンプ２４を積極的に作動させ、透明容器２３及び金属チューブ２１の内部空間を真空引きする。そうすると、繊維強化基材２０３のうち金属チューブ１１を差し込んだ部分（未含浸部）の圧力が下がる。この場合、横穴２１ａがあるため、吸引効率が高い。この結果、含浸部２０３ｂに含浸していた液体樹脂Ｒが未含浸部２０３ａにまで浸透してきて、補修吸引が行われる。この補修吸引により、製品製造工程において同時進行で補修が行えるため、未含浸欠陥がなくなり高品質の大型厚肉ＦＲＰを効率良く製造することができる。

図３は本発明の第５の実施例にかかる樹脂含浸センサ・補修器３０を示す。同図に示すように、この樹脂含浸センサ・補修器３０の金属チューブ３１は、外径が１０ｍｍのステンレスチューブであり、その先端は尖っている。金属チューブ３１のうち、強化繊維基材３０３に差し込まれる部分には、多数の横穴３１ａが形成されている。横穴３１ａは、長手方向の複数箇所に配置されており、金属チューブ３０の内部空間と外周面とを連通している。

この金属チューブ３１の基端にはフランジ３２が接続されており、このフランジ３２には透明容器３３が密着している。このため、金属チューブ３１の内部空間と、透明容器３３の内部空間とが密閉状態で連通している。なお、フランジ３２と透明容器３３との密着は、接着剤によりフランジ３２と透明容器３３とを接続したり、シーラントによりフランジ３２と透明容器３３とを接続することにより実現している。また、透明容器３３には、樹脂注入管３５が接続されており、この樹脂注入管３５の先端には、液体樹脂Ｒを貯溜した樹脂タンク３７が接続されている。つまり、樹脂注入管３５により、透明容器３３と樹脂タンク３７とが接続されている。また樹脂注入管３５の途中には開閉バルブ３８が介装されている。

このような構成となっている樹脂含浸センサ・補修器３０では、開閉バルブ３８を閉じた状態にしてから、金属チューブ３１を、バッグフィルム３０５を突き破るようにして強化繊維基材３０３に差し込む。このとき、フランジ３２とバッグフィルム３０５との間にシール３６を介在させる。なお、強化繊維基材３０３に、金属チューブ差し込み用の穴を予め形成しておいてもよく、この穴としては、ＦＲＰ製品に形成されるボルトねじ込み用の穴を利用してもよい。

この例では、繊維強化基材３０３は、ガラス繊維の強化繊維織物を１２０枚（約５インチ）積層したものである。そして、金属チューブ３１の長さは、強化繊維基材３０３に差し込んだときに、チューブ先端が強化繊維基材３０３の厚さの半分の位置にまで到達するように設定している。

このようにして、樹脂含浸センサ・補修器３０を差し込んだ後に、液体樹脂Ｒを、図７に示すのと同様な状態で、強化繊維基材３０３の下面側から含浸（真空含浸）していく。

強化繊維基材３０３の厚さの半分程度にまで液体樹脂Ｒが含浸されると、液体樹脂Ｒは金属チューブ３１内を通り（上昇し）、透明容器３３の内部空間に滲みでてくる。

このように、透明容器３３内に液体樹脂Ｒが滲みでてきたことを、作業者は目で見ることができる。このように液体樹脂Ｒが滲みでてきたことを視認したら、作業者は、液体樹脂Ｒが強化繊維基材３０３の厚さの半分まで到達したことを判断することができる。このため、残りの含浸時間を経験則に照らして決定することができ、確実にこのブロックの含浸を行うことができる。このように樹脂含浸センサ・補修器３０を用いることにより、液体樹脂Ｒの含浸状況を的確に把握することができ、高品質の大型厚肉のＦＲＰ構造体を効率よく製造することができる。

実施例５は、図３に示す樹脂含浸センサ・補修器３０を「樹脂含浸センサ」として機能させた説明であるが、この樹脂含浸センサ・補修器３０を、未含浸部を補修する「補修器」として使用して、液体樹脂Ｒの補修注入をすることもできる。

つまり、強化繊維基材３０３のうち液体樹脂の注入部分（未含浸部）に、この樹脂含浸センサ・補修器３０を差し込む。即ち、バッグフィルム３０５を突き破って金属チューブ３１を、強化繊維基材３０３のうち樹脂未含浸部に差し込み、開閉バルブ３８を開く。そして、繊維強化基材３０３が存在する部分を真空引きしつつ、樹脂タンク３７内の液体樹脂Ｒを、樹脂注入管３５，透明容器３３及び金属チューブ３１を介して、強化繊維基材３０３に注入・含浸していく。このとき、金属チューブ３１に横穴３１ａがあるため、製品内部に効率良く液体樹脂Ｒを含浸することが可能であり、未含浸欠陥のない高品質の大型厚肉のＦＲＰ製品を効率良く製造することができる。
なお、樹脂タンク３７に貯留した液体樹脂Ｒを加圧する機構を備え、樹脂タンク３７内の加圧した液体樹脂Ｒを、樹脂注入管３５，透明容器３３及び金属チューブ３１を介して、強化繊維基材３０３に注入・含浸していくようにしてもよい。このようにすれば、強化繊維基材３０３への樹脂含浸をより促進することができる。

図４は本発明の第７の実施例にかかる樹脂含浸補修器４０を示す。同図に示すように、この樹脂含浸補修器４０の金属チューブ４１は、その先端が尖っている。樹脂トラップ容器４２は、上面が開口した容器をガスケットを介して蓋体で塞いだ構成となっている容器である。そして、金属チューブ４１の基端と樹脂トラップ容器４２とが樹脂吸引管４３により接続されて、金属チューブ４１の内部空間と樹脂トラップ容器４２の内部空間とが連通している。

真空ポンプ４４と吸引管４５により真空装置が構成されている。吸引管４５は、樹脂トラップ容器４２と真空ポンプ４４を接続する管である。このため、真空ポンプ４５を作動させることにより、樹脂トラップ容器４２の内部空間、ひいては、樹脂吸引管４３，金属チューブ４１の内部空間を真空引きすることができる。
また、樹脂トラップ容器４２に、樹脂トラップ容器４２の内部空間の真空度を測定する真空ゲージ４６を備えていてもよい。

強化繊維基材４０３には、既に、真空バッグ法により液体樹脂が含浸されおり、殆どの部分は液体樹脂が含浸された含浸部４０３ｂとなっているが、一部は液体樹脂が含浸されていない未含浸部４０３ａとなっている。

このような構成となっている樹脂含浸補修器４０を用いて、未含浸部４０３ａに対して補修吸引すること（液体樹脂Ｒを含浸させること）ができる。即ち、強化繊維基材４０３に含浸された液体樹脂Ｒがいまだ硬化していない状態において、金属チューブ４１の先端部分を、バッグフィルム４０５を突き破って、強化繊維基材４０３のうちの未含浸部４０３ａに差し込む。金属チューブ４０３を差し込む深さは、未含浸部（含浸欠陥）４０３ａのサイズや形状により適宜変化させる。このとき、金属チューブ４１とバッグフィルム４０５との間にシール４７を介在させる。

この状態で真空ポンプ４５を作動させ、樹脂トラップ容器４２の内部空間、ひいては、樹脂吸引管４３，金属チューブ４１の内部空間を真空引きする。そうすると金属チューブ４１を差し込んだ未含浸部４０３ａの部分の圧力が下がり、含浸部４０３ｂに含浸している液体樹脂Ｒが未含浸部４０３ａにまで浸透してきて、補修吸引が行われる。

真空ポンプ４５による真空引きは、目視にて液体樹脂Ｒが未含浸部４０３ａであった部分全体に液体樹脂Ｒが行き渡った後も、液体樹脂Ｒが金属チューブ４１を通して樹脂吸引管４３を流れ、樹脂トラップ容器４２に流れ出すのを確認するまで継続する。これにより確実に、未含浸部４０３ａをなくすことができる。
また、樹脂トラップ容器４２に液体樹脂Ｒが流れ出した初期に、液体樹脂Ｒと共に気泡が混入している場合は、気泡が完全になくなる（出なくなる）まで真空引きを継続する。

金属チューブ４１及び樹脂吸引管４３を介して樹脂トラップ容器４２内に吸引されてきた液体樹脂Ｒは、樹脂トラップ容器４２でトラップされて溜められ、真空ポンプ４４に流入することはない。このため、液体樹脂Ｒが真空ポンプ４４に流入して真空ポンプ４４が損傷するのを防止することができる。
また樹脂トラップ容器４２を大容量とすることで、一度に複数の未含浸部の補修が可能となる。

未含浸部４０３ａであった部分に完全に液体樹脂Ｒを含浸する補修が終了した後は、金属チューブ４１を強化繊維基材４０３から抜き取ると同時に、金属チューブ４１を差し込んだ際にバッグフィルム４０５に明けた穴をシールテープ等により塞ぐ。

［真空ゲージにより圧力を監視しつつ補修する方法］
前記方法では真空ゲージ４６を利用しなかったが、真空ゲージ４６を利用した補修方法を以下に説明する。

金属チューブ４１の先端部分を、バッグフィルム４０５を突き破って、強化繊維基材４０３のうちの未含浸部４０３ａに差し込み、真空ポンプ４４を作動させて真空引きする。このとき、真空ゲージ４６により樹脂トラップ４２の内部空間の圧力（金属チューブ４１の内部空間の圧力）を計測し、計測圧力（真空圧力）が−０．０３〜０．０５ＭＰａを保つように真空ポンプ４４を制御する。このように真空圧力を−０．０３〜０．０５ＭＰａに保った状態で真空吸引をして未含浸部４０３ａに液体樹脂Ｒを含浸させていく。

このようにしても液体樹脂Ｒの未含浸部４０３ａへの含浸が進展しない場合には、真空圧力を真空ゲージ４６により計測しつつ、徐々に下げていく。最終的には、−０．１ＭＰａで真空引きする。
液体樹脂Ｒの種類によっては、真空圧力を下げすぎると、樹脂中に含まれている溶剤が揮発発泡する場合がある。その場合は、未含浸部４０３ａを完全含浸した後に、真空圧力を揮発発泡しないところまで上げることになるが、得られるＦＲＰの物性（繊維含有量、強度特性など）を考えると、吸引圧力はなるべく低い方が望ましい。

他の手順は、真空ゲージにより圧力を監視しないで補修する方法と同様である。

図５は本発明の第８の実施例にかかる樹脂含浸補修器４０Ａを示す。この樹脂含浸補修器４０Ａは、図４に示す樹脂含浸補修器４０を変形させたものである。即ち、この樹脂含浸補修器４０Ａでは、複数（本例では２本のみを図示している）の金属チューブ４１，４１を有しており、各金属チューブ４１，４１は、複数（本例では２本のみを図示している）の樹脂吸引管４３，４３により、１つの樹脂トラップ容器４２に接続されている。
他の部分の構成は、図４に示す樹脂含浸補修器４０と同じである。

強化繊維基材４０３に発生した一箇所の未含浸部（未含浸欠陥）が大面積となり、１本の樹脂吸引管では容量が不足する場合がある。このようなときには、本実施例の樹脂含浸補修器４０Ａの複数の金属チューブ４１，４１を、大面積な未含浸部に差し込み、複数の樹脂吸引管４３，４３により吸引することで、短時間で補修吸引をすることができる。

また複数の未含浸部（未含浸欠陥）が近くに点在した場合は、複数の各未含浸部にそれぞれ金属チューブ４１，４１を差し込んで吸引するようにすることで、１台の樹脂含浸補修器４０Ａで複数のすべての未含浸欠陥の補修に対応することができる。

図６は本発明の第９の実施例にかかる樹脂含浸補修器５０を示す。同図に示すように、この樹脂含浸補修器５０の金属チューブ５１は、その先端が尖っている。樹脂注入容器５２は、上面が開口した容器をガスケットを介して蓋体で塞いだ構成となっている容器である。そして、金属チューブ５１の基端と樹脂注入容器５２とが樹脂注入管５３により接続されて、金属チューブ５１の内部空間と樹脂注入容器５２の内部空間とが連通している。

樹脂タンク５４と樹脂補給パイプ５５により液体樹脂供給装置が形成されている。樹脂補給パイプ５５は、樹脂注入容器５２と樹脂タンク５４とを接続している。この液体樹脂供給装置では、図示しないガス加圧式または機械加圧式により、加圧した液体樹脂Ｒを液体樹脂注入容器５２に供給することができるようになっている。このため、液体樹脂供給装置を作動させることにより、加圧した液体樹脂Ｒを、樹脂注入容器５２の内部空間、ひいては、樹脂注入管５３，金属チューブ５１の内部空間に供給することができる。

強化繊維基材５０３には、既に、真空バッグ法により液体樹脂が含浸されおり、殆どの部分は液体樹脂が含浸された含浸部５０３ｂとなっているが、一部は液体樹脂が含浸されていない未含浸部５０３ａとなっている。

このような構成となっている樹脂含浸補修器５０を用いて、未含浸部５０３ａに対して補修注入すること（液体樹脂Ｒを外から注入して含浸させること）ができる。即ち、強化繊維基材５０３に含浸された液体樹脂Ｒがいまだ硬化していない状態において、金属チューブ５１の先端部分を、バッグフィルム５０５を突き破って、強化繊維基材５０３のうちの未含浸部５０３ａに差し込む。金属チューブ５０３を差し込む深さは、未含浸部（含浸欠陥）５０３ａのサイズや形状により適宜変化させる。このとき、金属チューブ５１とバッグフィルム５０５との間にシール５７を介在させる。

この状態で液体樹脂供給装置を作動させ、加圧した液体樹脂Ｒを、樹脂注入容器５２の内部空間、ひいては、樹脂注入管５３，金属チューブ５１の内部空間に供給して金属チューブ５１の先端部分から未含浸部５０３ａに供給する。そうすると供給された液体樹脂Ｒが未含浸部５０３ａに浸透して、補修注入が行われる。

未含浸部５０３ａであった部分に完全に液体樹脂Ｒを外部から注入して含浸する補修注入が終了した後は、金属チューブ５１を強化繊維基材５０３から抜き取ると同時に、金属チューブ５１を差し込んだ際にバッグフィルム５０５に明けた穴をシールテープ等により塞ぐ。

第１０の実施例では、図４に示す樹脂含浸補修器４０（または図５に示す樹脂含浸補修器４０Ａ）による補修吸引と、図６に示す樹脂含浸補修器５０による補修注入を同時におこなって、未含浸部に樹脂を含浸させる。

即ち、樹脂含浸補修器４０の金属チューブ４１を、バッグフィルムを突き破って強化繊維基材の未含浸部に差し込む。そして金属チューブ４１を介して、未含浸部を真空吸引して補修吸引する。

十分に真空吸引がされていることを確認した後に、樹脂含浸補修器５０の金属チューブ５１を、真空吸引がされている未含浸部に差し込み、液体樹脂の供給を行い補修注入をする。

このように補修吸引と補修注入を並行して行うことにより、未含浸部に確実に液体樹脂を含浸させることができる。

なお、金属チューブ４１と金属チューブ５１の差し込み位置は、未含浸部（未含浸欠陥）のサイズ、深さなどにより、任意に決める。
また、金属チューブ４１を介した樹脂吸引（補修吸引）と、金属チューブ５１を介した樹脂供給（補修注入）は、目視にて液体樹脂Ｒが未含浸部であった部分全体に行き渡った後も、液体樹脂Ｒが金属チューブ４１を通して樹脂吸引管４３を流れ、樹脂トラップ容器４２に流れ出すのを確認するまで継続する。これにより確実に、未含浸部をなくすことができる。
また、樹脂トラップ容器４２に液体樹脂Ｒが流れ出した初期に、液体樹脂Ｒと共に気泡が混入している場合は、気泡が完全になくなる（出なくなる）まで真空引きを継続する。

未含浸部であった部分に完全に液体樹脂Ｒを含浸する補修が終了した後は、金属チューブ４１，５１を強化繊維基材から抜き取ると同時に、金属チューブ４１，５１を差し込んだ際にバッグフィルムに明けた穴をシールテープ等により塞ぐ。

本発明は、特に大型のＦＲＰ製品を製造するために液体樹脂を含浸する際に利用することができ、液体樹脂の含浸状況のセンシングや、未含浸欠陥を補修吸引、補修注入して欠陥補修ができる。

本発明の第１の実施例に係る樹脂含浸センサ・補修器を示す構成図。 本発明の第３の実施例に係る樹脂含浸センサ・補修器を示す構成図。 本発明の第５の実施例に係る樹脂含浸センサ・補修器を示す構成図。 本発明の第７の実施例に係る樹脂含浸補修器を示す構成図。 本発明の第８の実施例に係る樹脂含浸補修器を示す構成図。 本発明の第９の実施例に係る樹脂含浸補修器を示す構成図。 真空バッグ法による樹脂含浸をする含浸装置を示す構成図。

符号の説明

１０，２０，３０ 樹脂含浸センサ・補修器
１１，２１，３１ 金属チューブ
２１ａ，３１ａ 横穴
１２，２２，３２ フランジ
１３，２３，３３ 透明容器
１４，２４ 真空ポンプ
１５，２５ 吸引管
３５ 管
１６，２６，３６ シール
１０３，２０３，３０３ 強化繊維基材
１０３ａ，２０３ａ，３０３ａ 未含浸部
４０，４０Ａ，５０ 樹脂含浸補修器
４１，５１ 金属チューブ
４２ 樹脂トラップ容器
５２ 樹脂注入容器
４３ 樹脂吸引管
５３ 樹脂注入管
４４ 真空ポンプ
４５ 吸引管
５４ 樹脂タンク
５５ 樹脂補給パイプ
４６ 真空ゲージ
４７，５７ シール
４０３，５０３ 強化繊維基材
４０３ａ，５０３ａ 未含浸部
Ｒ 液体樹脂

Claims (12)

1. 液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
   このチューブの基端に連通状態で配置された透明容器とを備えていることを特徴とする樹脂含浸センサ・補修器。
2. 液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
   このチューブの基端に連通状態で配置された透明容器と、
   真空ポンプが介装されると共に前記透明容器に接続された吸引管とを備えていることを特徴とする樹脂含浸センサ・補修器。
3. 液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
   このチューブの基端に連通状態で配置された透明容器と、
   液体樹脂が貯留される樹脂タンクと、
   前記透明容器と前記樹脂タンクとを接続する樹脂注入管とを備えていることを特徴とする樹脂含浸センサ・補修器。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、
   前記チューブには横穴が形成されていることを特徴とする樹脂含浸センサ・補修器。
5. 液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
   樹脂トラップ容器と、
   前記チューブの基端と前記樹脂トラップ容器とを接続する樹脂吸引管と、
   前記樹脂トラップ容器の内部空間を真空引きする真空装置とを備えていることを特徴とする樹脂含浸補修器。
6. 液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれる複数のチューブと、
   樹脂トラップ容器と、
   複数の前記チューブの基端と前記樹脂トラップ容器とを接続する複数の樹脂吸引管と、
   前記樹脂トラップ容器の内部空間を真空引きする真空装置とを備えていることを特徴とする樹脂含浸補修器。
7. 請求項５または請求項６において、
   前記樹脂トラップ容器には真空ゲージが備えられていることを特徴とする樹脂含浸補修器。
8. 液体樹脂が真空含浸される繊維基材を覆うバッグフィルムを突き破って前記繊維基材に差し込まれるチューブと、
   樹脂注入容器と、
   前記チューブの基端と前記樹脂注入容器とを接続する樹脂注入管と、
   前記樹脂注入容器の内部空間に液体樹脂を供給する液体樹脂供給装置とを備えていることを特徴とする樹脂含浸補修器。
9. バッグフィルムで覆われた状態で液体樹脂が真空含浸された繊維基材のうち液体樹脂が含浸されていない未含浸部を、前記液体樹脂が硬化する前に補修する補修方法であって、
   請求項２の樹脂含浸センサ・補修器を用い、この樹脂含浸センサ・補修器の前記チューブを、前記バッグフィルムを突き破って前記未含浸部に差し込み、
   前記真空ポンプにて前記透明容器の内部空間を真空引きすることにより、前記繊維基材に含浸されていた液体樹脂を前記未含浸部にまで吸引して含浸させることを特徴とする補修方法。
10. バッグフィルムで覆われた状態で液体樹脂が真空含浸された繊維基材のうち液体樹脂が含浸されていない未含浸部を、前記液体樹脂が硬化する前に補修する補修方法であって、
    請求項３の樹脂含浸センサ・補修器を用い、この樹脂含浸センサ・補修器の前記チューブを、前記バッグフィルムを突き破って前記未含浸部に差し込み、
    前記繊維基材が存在する部分を真空引きすることにより、前記樹脂タンクに貯留している液体樹脂を、前記樹脂注入管，前記透明容器及び前記チューブを介して前記未含浸部に注入して含浸させることを特徴とする補修方法。
11. バッグフィルムで覆われた状態で液体樹脂が真空含浸された繊維基材のうち液体樹脂が含浸されていない未含浸部を、前記液体樹脂が硬化する前に補修する補修方法であって、
    請求項５乃至請求項７のいずれか１項の樹脂含浸補修器を用い、この樹脂含浸補修器の前記チューブを、前記バッグフィルムを突き破って前記未含浸部に差し込み、
    前記真空ポンプにて前記樹脂トラップ容器の内部空間を真空引きすることにより、前記繊維基材に含浸されていた液体樹脂を前記未含浸部にまで吸引して含浸させることを特徴とする補修方法。
12. バッグフィルムで覆われた状態で液体樹脂が真空含浸された繊維基材のうち液体樹脂が含浸されていない未含浸部を、前記液体樹脂が硬化する前に補修する補修方法であって、
    請求項８の樹脂含浸補修器を用い、この樹脂含浸補修器の前記チューブを、前記バッグフィルムを突き破って前記未含浸部に差し込み、
    前記液体樹脂供給装置から供給した液体樹脂を、前記樹脂注入容器，前記樹脂注入管，及び前記チューブを介して前記未含浸部に注入して含浸させることを特徴とする補修方法。

Images