JP4769045B2

JP4769045B2 - 繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法

Info

Publication number: JP4769045B2
Application number: JP2005231976A
Authority: JP
Inventors: 吾郎南
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: JP2007045005A

Description

本発明は、繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法に関する。

軽量で高強度な素材として繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が各種産業分野で注目されており、中でも炭素繊維強化プラスチックはその優れた機械特性等から多用されつつある。そして、このような繊維強化プラスチックは、従来ハンドレイアップ成形法により形成されることが多かったが、比較的大型の成形品を製造するには好ましくなく、コストがかかるとともに、製造中にスチレン等が揮散する問題等もあって、近年では真空吸引による減圧環境下で成形を行う真空注入成形法が採用されつつある。

この種の真空注入成形法については、例えば特許文献１にその基本的な技術が開示されており、成形型に繊維レイアップ層を配置し、この上に樹脂分配用の注入管を配設してバッグフィルムで包被するとともに、その周囲をシールして、真空吸引されたバッグフィルム内に樹脂を注入することにより成形品を得る構成とされている。
特開平１０−５０４５０１号公報

上記のような従来の真空注入成形法は、各種の成形法の中でも薄肉の成形品の製造に用いられる技術であるので、厚みのある成形品や比較的大型の成形品を形成する場合には、上記と同様の方法では注入樹脂を均一に拡散させることが困難であり、より真空圧を大きくしたり、樹脂の注入管の配置本数を変えたりすることが必要であった。

このように厚みのある成形品や大型の成形品を成形するために、大きな真空圧で吸引すると、成形品の成形型への密着性が高くなり、成形終了後に脱型がしづらくなることがあった。

そこで本発明は、上記のような事情にかんがみてなされたものであり、比較的大型の成形品や肉厚の成形品を製造する場合にも、注入樹脂を均一に拡散・含浸させて効率よく成形することを可能にするとともに、成形品を良好に脱型できるようにして、成形作業性に優れ、強化繊維のもつ強度および弾力性を十分に発揮した成形品を得ることのできる繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法を提供するものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、成形型の表面側に強化繊維基材を積層して強化繊維基材層を形成し、この強化繊維基材層をバッグフィルムによって成形型上に気密に被覆するとともに該バッグフィルム内を減圧する減圧ラインおよびバッグフィルム内に樹脂を注入する注入ラインを接続し、当該バッグフィルム内に減圧環境下で樹脂注入を行い、前記強化繊維基材層に注入樹脂を含浸させて得る繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法において、前記成形型には表裏両面に貫通する複数の貫通孔が設けられるとともに該貫通孔の内周には雌ねじが形成されており、前記貫通孔を密閉するシール材を前記成形型の表面に装着し、前記雌ねじに螺合する雄ねじ部を有するボルト状部材を成形型の裏面側から各貫通孔に取り付けて準備し、注入樹脂の硬化後、前記ボルト状部材を成形型の裏面側から表面方向へねじ込むことにより、成形品を押し上げ、成形品の脱型を促進することを特徴としている。

本発明に係る繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法によれば、減圧環境下での樹脂注入により成形型に密着した成形品を、シール材とともに押し上げ、成形型から容易に脱型することができる。したがって、比較的大型で肉厚の繊維強化樹脂成形品であっても、注入樹脂を均一に拡散・含浸させて成形することができるとともに、その成形品を良好かつ効率よく脱型でき、成形作業性を格段に高めることができる。

また、前記のように、離型手段にボルト状部材を用いることにより、成形型の貫通孔への通入が容易であり、その通入度合いも調整しやすいため、良好に脱型することができる。

さらに、上記構成において、脱型により成形品に傷や押し跡が付くのを防ぐために、ボルト状部材は、成形品を押し上げる先端部が曲面状に形成されることが好ましい。また、前記複数の貫通孔は、成形型の全体に均等配置されることが好ましい。

上述のように構成される本発明の繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法によれば、比較的大型の成形品や肉厚の成形品を製造する場合であっても、注入樹脂を均一に拡散・含浸させて成形した成形品を良好かつ効率よく脱型でき、成形作業性に優れて、強化繊維のもつ強度および弾力性を十分に発揮した成形品を得ることができる。

以下、本発明に係る繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明の真空注入成形方法を模式的に示す説明図である。

なお、各図においては図面を見やすくするために、離型手段１３、および成形品３については断面を示すハッチングを省略して記載している。

本発明の繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法においては、用いる成形型１に複数の貫通孔１１が設けられている。貫通孔１１は、成形型１の表裏両面に貫通して、成形型１の全体に均等に配置形成されている。例示するように、成形型１の断面形状が略Ｌ字状の垂下片１ａを有するような場合には、その垂下片１ａにも同様に均等に貫通孔１１が配置されている。

これらの貫通孔１１は、内周面には雌ねじが形成されており、成形型１の表面側には各貫通孔１１を密閉するシール材１２が装着されている。シール材１２には、気密性を有し、成形品から引き剥がし容易なシリコン性のシール材等を用い、成型型１の表面には離型処理が施されている。

これらの貫通孔１１には、それぞれ離型手段が通入される。この離型手段としては、貫通孔１１の雌ねじに螺合しうる雄ねじ部１３１が形成されたボルト状部材１３を用いている。また、このボルト状部材１３の先端部は、曲面状に形成されている。

例示の形態では、ボルト状部材１３を成形型１の裏面側から貫通孔１１に螺合して、その先端部がシール材１２の裏面側の手前位置、すなわち成形型１の表面にまで達しないように納め、成形型１を準備する。

続いて、かかる成形型１の上に、成形品を形成するための成形部２を設ける。まず、成形型１の上には、シート状の強化繊維基材を積層配置して強化繊維基材層２１を形成する。この強化繊維基材には、例えばガラス繊維、炭素繊維等を含む各種の織物または不織布を用いることができる。

次に、強化繊維基材を配設した成形型１の上に、離型シート（ピールプライ）２２を重ねて敷設する。離型シート２２は注入した樹脂が硬化後、表面側を被覆しているバッグフィルム２４との離型性を高めるものであり、注入樹脂に対して非接着性の材料からなるシートが好ましい。

次に、離型シート２２の上に樹脂拡散ネット２３を重ねて敷設する。樹脂拡散ネット２３は、注入樹脂の拡散を促進するものであり、注入樹脂を強化繊維基材に偏りなく含浸させる、樹脂流動抵抗の低い網目状のシート材を用いる。

樹脂拡散ネット２３の上には、減圧源に接続した真空吸引ライン、および樹脂注入ラインを配設する。これらのラインは、例えば断面中空の樹脂製チューブ、長尺帯状部材を螺旋状に巻回して管状に形成した導管などが好ましく、粘着性材料やシールテープ等を用いて所定位置に固定される。

続いて、このように各種の基材が配設された成形型１をバッグフィルム２４で気密に被覆する。バッグフィルム２４は、例えば合成樹脂製のフィルム資材であり、周縁部が成形型１の表面にシール材を用いて固着されて、成形型１との間に密閉された成形部２が形成される。

樹脂注入にあたっては、この成形部２内を真空吸引ラインにより減圧して真空状態にする。そして、かかる減圧環境下で注入ラインから樹脂を注入し、成形部２内の全体にわたって均一に拡散させる。注入樹脂には、例えば低粘度系のビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。

成形部２内に拡散した樹脂は、真空吸引により強化繊維基材層２１に含浸する。真空吸引は、少なくとも強化繊維基材への樹脂含浸が完了するまで運転し、吸引し続けることが好ましい。この後、成形部２内において注入樹脂が硬化することにより成形品が得られる。

注入樹脂の硬化後、バッグフィルム２４、離型シート２２及び樹脂拡散ネット２３を除去するとともに、成形型１から離型手段を用いて成形品３を脱型していく。

例示の場合、成形型１に予め複数本のボルト状部材１３が取り付けられているので、それぞれの頭部をスパナ等の工具を用いてさらに締め付け、ボルト状部材１３を成形型１の表面方向にねじ込んで、成形品３の各部を裏面側から押し上げるようにする。これにより、真空吸引により成形型１に密着していた成形品３が、シール材１２とともに押し上げられ、成形型１の表面から離れるので容易に脱型することができる。

このように成形品３を成形型１から脱型するのを容易にする離型手段としてのボルト状部材１３は、図示した形状のものに限定されず、貫通孔１１に螺合して成形品３を押し上げ得るものであれば、どのような構造の部材であってもよい。

また、かかる離型手段は、上記のように雌ねじ形成された貫通孔１１と、これに螺合するボルト状部材１３を用いるほか、所定の吐出圧を備えたエアーを貫通孔に通入することで、成形品３を成形型１の表面から押し上げるようにして脱型してもよい。

以上のように、本発明の真空注入成形方法によれば、比較的大型で肉厚の繊維強化樹脂成形品であっても、注入樹脂を均一に拡散・含浸させて成形することができるとともに、その成形品を良好かつ効率よく脱型でき、成形作業性を格段に高めることができる。

本発明は、短時間で高品質の繊維強化樹脂成形品を成形し、容易に脱型するのに好適に利用することができる。

本発明に係る繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法における成形型を示す説明図である。本発明の繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法を模式的に示す説明図である。本発明の繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法における脱型時を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１成形型
１１貫通孔
１２シール材
１３ボルト状部材（離型手段）
２成形部
２１強化繊維基材層
２２離型シート
２３樹脂拡散ネット
２４バッグフィルム
３成形品

Claims

成形型の表面側に強化繊維基材を積層して強化繊維基材層を形成し、この強化繊維基材層をバッグフィルムによって成形型上に気密に被覆するとともに該バッグフィルム内を減圧する減圧ラインおよびバッグフィルム内に樹脂を注入する注入ラインを接続し、当該バッグフィルム内に減圧環境下で樹脂注入を行い、前記強化繊維基材層に注入樹脂を含浸させて得る繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法において、
前記成形型には表裏両面に貫通する複数の貫通孔が設けられるとともに該貫通孔の内周には雌ねじが形成されており、
前記貫通孔を密閉するシール材を前記成形型の表面に装着し、
前記雌ねじに螺合する雄ねじ部を有するボルト状部材を成形型の裏面側から各貫通孔に取り付けて準備し、
注入樹脂の硬化後、前記ボルト状部材を成形型の裏面側から表面方向へねじ込むことにより、成形品を押し上げ、成形品の脱型を促進することを特徴とする繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法。
請求項１に記載の繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法において、
前記複数の貫通孔は、成形型の全体に均等配置されており、
前記ボルト状部材は、成形品を押し上げる先端部が曲面状に形成されていることを特徴とする繊維強化樹脂成形品の真空注入成形方法。