JP5151668B2

JP5151668B2 - Ｆｒｐの製造方法

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Publication number: JP5151668B2
Application number: JP2008125569A
Authority: JP
Inventors: 晃之助山本; 知行篠田; 隆造木部
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-05-13
Also published as: JP2009274248A

Description

航空機、船舶、自動車等に用いられるコーナー部を有する繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製部材の成形に好適に用いられる、特徴的な構成を備えたプリフォームを用いたＦＲＰの製造方法に関する。

近年、輸送機器産業では原油燃料の高騰のあおりを受け燃費の向上が求められている。殊に航空機業界においては、燃費がランニングコストに直結するためエアラインからの要望が強く、各航空機メーカーでは機体の軽量化を進めるために、比剛性、比強度に優れた繊維強化プラスチック（特に、炭素繊維強化プラスチック）の適用を進めている。

繊維強化プラスチック製部材は、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維などを強化繊維としてなる布帛と樹脂材料からなり、前記布帛には予めマトリックス樹脂が含浸されたプリプレグ、マトリックス樹脂を後で注入するドライ基材等があり、それぞれオートクレーブやオーブン等で加熱、加圧しながら脱気や樹脂含浸を行い、マトリックス樹脂を硬化一体化して得られる。

輸送機器に用いられる構造部材は、Ｃ型断面の桁材に代表されるような複雑な形状のものが多く、機械加工を繊維強化プラスチックに適用しようと試みるも、前記繊維強化プラスチックは繊維の切断が強度低下に直結するため、複雑な雄型や雌型に沿わせた状態で成形することで形状出しを行うことが一般的である。

前記形状出しで用いる雄型、雌型には使い分けがあり、雄型はインナーモールドラインの寸法精度が必要なとき、雌型はアウターモールドラインの寸法精度が必要なとき使用される。

例えば、航空機の前記構造部材、Ｃ型断面を持つスパーは翼形状の厚さを規定するためにアウターモールドラインを求められるが、雌型を用いてＶｆを均質にする成形方法は確立されておらず、特にコーナー部近傍において低Ｖｆとなりやすいという不具合例が紹介されている。

前記不具合を改善するために、特許文献１や２において、特徴的なカールプレートを用いた賦形、成形方法が開示されている。特許文献１，２は共に繊維布帛積層体のコーナー部で、前記繊維布帛積層体が突っ張ることなく雌型に密着させることを目的としている。

特許文献１では、Ｃ型断面部材の賦形に用いるカールプレートは、２つのコーナー部間のベース部分がカーブシェイプで、コーナー部のみが繊維布帛積層体に接地している。前記ベース部分に面圧が作用すると、前記ベース部分が徐々にフラットになり、フラットになるにつれて２つのコーナー部が外側に移動する。この外側へ移動させる力が前記接点を起点に前記繊維布帛積層体に働き、前記繊維布帛積層体のベース部分をコーナー方向に引っ張る。前記引っ張りによりコーナー部を薄厚化させる効果が得られるようになっている。また、特許文献２では、下型内の底面曲率半径より曲率半径の小さな可撓性カウルプレート使って、プリプレグ積層体の底面を点、線に沿って押圧し、カウルプレートを変形させながら平坦部の中央から両端に向かって賦形することでプリプレグを型に密着させる方法が開示されている。

しかし、これらの方法では断面長手方向が数ｍあり、長手方向に凹凸などの形状変化がある場合等では、カールプレートの変形が画一的に行われるとは考え難く、特に大型の成形品には不向きの技術と言える。

次に、雄型でＣ型断面部材を賦形する方法として、特許文献３、４、５に開示されている。すなわち、特許文献３では、構造体長手方向に複数並んだローラにより複雑な形状に複合材シートを変形させる方法、また、特許文献４では、繊維積層体を成形型面上の治具（雄型）上に配置し、その上からシートで覆い、該シートが成形型と雄型で形成されるコーナー部に密着させない状態で配置し、前記シートの上から面圧を加える方法、また、特許文献５では、ツール面上に希望する形状のコア材を配置し、該コア材を覆うようにＦＲＰプリプレグおよびラバーシートを配設し、該ラバーシート内を真空引きすることによって前記コア材に合致する形状のＦＲＰ立体成形物をえる方法において、前記ＦＲＰプリプレグの端部と前記ラバーシートの間に一定高さ、又は高さが可変の治具を配設することでラバーシートの接地タイミングをコントロールする方法が開示されている。

しかし、これらの方法はいずれも雄型に特化した内容で、いずれもアウターモールドライン側を高精度に仕上げられない。
米国公開特許第２００６／００６８１７０号（ｃｌａｉｍ１）特開２００５−２８８７５６号公報（解決手段、請求項１）特開２００６−３３５０４９号公報（請求項１）特開２００５−２８８７８５号公報（請求項１）特開平７−６０７７０号公報（解決手段）

そこで、本発明はかかる従来の問題点を解消し、特に、高精度なアウターモールドラインが要求されるＣ型断面桁材のコーナー部の板厚と平坦部の板厚を均一にできる成形方法を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討の結果、Ｃ型断面部材のようにコーナー部を有する部材の成形において、前記部材を成すプリフォームのフランジ端部形状、状態を制御し、コーナー部にかかる引張力を制御することにより、コーナー部が平坦部より板厚が厚いという成形課題を解決させるに至った。すなわち、本発明は以下の構成からなる。

１．強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有し、Ｃ型断面を有する繊維強化プラスチックの製造方法であって、強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有するプリフォームを雌型に配置する際に、前記プリフォームのフランジのインナーモールドライン側の端部から前記プリフォームのフランジのアウターモールドライン側の端部を結ぶ線と、前記雌型のフランジに該当する壁面との間に実質的に隙間が無いように配置する工程を含むことを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。

２．強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有し、Ｃ型断面を有する繊維強化プラスチックの製造方法であって、強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有するプリフォームを雌型に配置する際に、前記プリフォームのフランジのインナーモールドライン側の端部から前記プリフォームのフランジのアウターモールドライン側の端部を結ぶ線と、前記雌型のフランジに該当する壁面との間に隙間を形成し、該隙間形状を埋める形状の治具を配置することにより、前記治具と前記雌型のフランジに該当する壁面との間に実質的に隙間が無いように配置する工程を含むことを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。

３．前記プリフォームが雄型で賦形されたものである、１．または２．に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。

４．フランジのインナーモールドライン側の端部からフランジのアウターモールドライン側の端部を結ぶ線と、前記雌型のフランジに該当する壁面との間に実質的に隙間が無いように配置できるプリフォームを得る手段が、前記雄型の裾に段差を設けることにより、前記雄型に前記強化繊維基材の積層体を配置した際に、前記強化繊維の積層体のフランジのインナーモールドライン側の端部からアウターモールドライン側の端部を結ぶ線の一部が、前記雄型のフランジ上側ラインと前記上側ラインを延長したラインから離間された状態で維持することである、３．に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。

５．前記プリフォームを一体化する手段が樹脂材料を用いることである、１．から４．に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。

６．前記プリフォームの表面に樹脂剥離層、樹脂拡散媒体が設置された状態で、バッギング材で密閉した後に、該バッギング材の内部を真空吸引し、しかる後に該バッギング材の内部に樹脂を注入する、１．から５．に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。

７．前記プリフォーム表面に設置した樹脂拡散媒体の上から、さらに前記プリフォームの内形状の略全面にカウルプレートを配置する、６．に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。

本発明は、強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有し、Ｃ型断面を有する繊維強化プラスチックの製造方法において、プリフォームを雌型に配置する際に、プリフォームのフランジのインナーモールドライン側の端部からプリフォームのフランジのアウターモールドライン側の端部を結ぶ線と、雌型のフランジに該当する壁面との間に実質的に隙間が無いように配置する、または、プリフォームのフランジのインナーモールドライン側の端部からプリフォームのフランジのアウターモールドライン側の端部を結ぶ線と、雌型のフランジに該当する壁面との間に隙間を形成し、該隙間形状を埋める形状の治具を配置することにより、該治具と雌型のフランジに該当する壁面との間に実質的に隙間が無いように配置するので、高精度なアウターモールドラインが要求されるＣ型断面桁材のコーナー部の板厚と平坦部の板厚を均一にできる。

本発明の発明者らは、前記課題、つまり、Ｃ型断面部材のようにコーナー部５を有する部材の前記コーナー部５とウェブ４、フランジ３の板厚を略均一にするために、プリフォームのフランジのインナーモールドライン側の端部６からアウターモールドライン側の端部７を結ぶ線８と雌型のフランジに該当する壁面９との間に実質的に隙間を無くすことで、コーナー部の突っ張りを抑制してかかる課題を一挙に解決するものである。なお、実質的に、とあるのは、本発明の目的を損なわない（すなわち、コーナー部５にかかる引張力を制御することにより、コーナー部５が平坦部より板厚が厚いという成形課題が解決される）限りにおいて、結ぶ線８の一部にフランジに該当する壁面９の一部と接しない箇所があっても良いことを意味する。

以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を用いて具体的に説明をする。

図１は、本発明のＣ型断面部材の繊維強化プラスチックの製造方法に用いられる雌型成形の断面模式図である。本発明によれば、プリフォーム１は強化繊維基材の積層体２４からなりウェブ４とフランジ３を有している。前記プリフォーム１は雌型２内に、プリフォームのフランジのインナーモールドライン側の端部６からアウターモールドライン側の端部７を結ぶ線８と雌型のフランジに該当する壁面９との間に実質的に隙間なく配置される。なお、前記結ぶ線６とは、発明の構成をより明確にするために用いられる用語であって、図１の断面模式図における結ぶ「線」を意図しているが、前記プリフォーム１は断面方向にある長さを有するため、当該結ぶ「線」は「面」を構成することとなる。

本発明の特徴である、結ぶ線６と雌型のフランジに該当する壁面９との間に実質的に隙間なく雌型２内に配置できるプリフォーム１を得る好適な方法として、図４のようにプリフォームＡ５１の隙間１３に隙間形状を埋める形状の治具１７を配置する方法や、図５のようにプリフォームＡ５１のフランジ端部を切断１９する方法も好ましく用いられる。なお、本発明は、実質的にプリフォーム１と雌型のフランジに該当する壁面９との間の隙間を無くすところにその本質があり、本発明が、前記例示した好ましい方法に限定されるものではない。

ここで、従来方法の断面模式図である図２を用いて、隙間１３を無くすことが、前記繊維強化プラチックの板厚を均一にするために如何にして機能するかを説明する。一般に、前記繊維強化プラスチックを得るためには、プリフォームＡ５１を雌型２内に配置した後に、バッギング材１１を被せて、シーラントテープ１０を介して前記バッギング材１１と雌型２の内部を真空吸引１２することで前記プリフォームＡ５１を雌型２に密着させる。その際に、前記隙間１３によりインナーモールドライン側の端部６が前記雌型方向に押しつけられて、前記プリフォームＡ５１のコーナー部５の表面側の層において、プリフォームＡ５１のフランジ方向に引張力１５が働き、コーナー部の強化繊維基材に張力が発生する。前記張力は前記真空吸引１２した際に発生する大気圧との差圧１６に対する抗力として働き、真空圧が前記プリフォームＡ５１のコーナー部５を雌型２に押しつける力を弱らせしめて、前記コーナー部５の板厚（ｔｃ）をフランジ（ｔｆ）やウェブ（ｔｗ）と比較して厚くする。フランジ３やウェブ２と比較して厚くなったコーナー部の板厚（ｔｃ）は繊維強化プラスチックとなった後も踏襲され、得られた繊維強化プラスチックは板厚が不均一となる。それに対して、本発明は用いられるプリフォーム１は実質的に前記隙間が無く、前記コーナー部５とフランジ３やウェブ４の板厚を実質的に等しい状態で前記雌型２に密着させることができる。その結果、前記プリフォーム１からは板厚が略均一な繊維強化プラスチックが得られる。

次に、前記繊維強化プラスチックの板厚を略均一にできる前記プリフォームの製造方法の一態様について、図３を用いて説明する。まず、ベースツール２１の上に、裾に段差２３を設けた雄型２２を配置し、さらにその上に強化繊維基材の積層体２４を配置する。その後、前記強化繊維基材の積層体２４の上からステイ２５に固定されたラバー２６を被せて、前記ラバー２６、ラバーシール２７、ベースツール２１で形成される空間を真空吸引１２することで、前記強化繊維基材の積層体２４と前記裾に段差２３を設けた雄型２２を密着させる。その際、強化繊維基材の積層体２４のフランジのインナーモールドライン側の端部６からアウターモールドライン側の端部７を結ぶ線８の一部が前記雄型フランジの上側ライン２８と前記上側ラインを延長したライン２９から離間させた状態で維持されることにより、図１に示したようなプリフォームが得られる。前記段差２３は雄型２２自身に設けても良く、また、雄型２２と分離できる段差治具を取り付けても良い。

このようにして得られたプリフォーム１から繊維強化プラスチックを得るために好適な成形方法について、本発明の断面模式図である図６を用いて説明する。プリフォーム１は樹脂含浸前のドライ基材３７からなることが好ましい。まず、前記プリフォーム１のアウターモールドライン側が雌型２と密着するように雌型２内に配置される。前記雌型２内に配置された前記プリフォーム１の雌型２と接していない側の表面３３には樹脂剥離層３４と樹脂拡散媒体３５が配置され、さらに、樹脂注入用のポート３８と樹脂吸引用のポート３９を配置し、その上からバッギング材１１を被せてシーラントテープ１０を介して、バッギング材１１と雌型２の間を密閉しバッギング材１１内部を真空吸引１２することで前記プリフォーム１を前記雌型２に密着させる。その後、樹脂注入用のポート３８にマトリックス樹脂の容器４１を取り付けて、大気圧と内圧の差圧１６でマトリックス樹脂４２を前記プリフォーム１に注入、含浸させる。含浸されたプリフォームは加熱されて、前記マトリックス樹脂４２を硬化せしめて繊維強化プラスチックとなる。

ここで、真空圧で樹脂を注入する方法（ＶａＲＴＭ成形法：ＶａｃｕｕｍａｓｓｉｔｅｄＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｌｄｉｎｇ成形法）が好ましい理由を２つ述べる。まず、前記プリフォーム１は前記真空吸引１２前後で板厚変化が大きい材料（ドライ基材３７）を用いたほうが、本発明を適用した際に板厚ばらつきを抑制するのに大きな効果が得られるからである。ただし、板厚変化の小さいプリプレグであっても少なからず前記真空吸引１２前後で生じるため、積層枚数が多い場合（３０層以上）はこの限りでない。また、本発明にプリプレグを適用する場合には当然樹脂注入は不要で、雌型２に密着させたプリフォーム１をオートクレーブ内で加熱、加圧して繊維強化プラスチックを得る。

２つ目に、ＶａＲＴＭ成形法は真空圧のみを用いるために片面型しか必要とせず、その他両面側を用いる成形法と比較して型代を抑制できることにある。特に、航空機や自動車などに用いられる大型部材（表面積１ｍ^２以上）において、型費は製造コストの大きな比重を占めるため、効果が大きい。

ただし、前述の２つの理由に示した着眼点とは別な着眼点、例えば物性、意匠性、製造サイクルを優先させるために、本発明の前記プリフォーム１をその他の成形法、例えば、ＲＴＭ（ＲｅｓｉｎＴｒａｓｎｆｅｒＭｏｌｄｉｎｇ）、ＲＦＩ（ＲｅｓｉｎＦｉｌｍＩｎｆｕｓｉｏｎ）成形法やこれらから派生した成形法等にも適用しても良い。

次に、さらにＶａＲＴＭ成形法に好適に用いるために工夫されたプリフォーム組み付け方法について、図６を用いて説明する。本方法は、雌型内に配置されたプリフォーム１の雌型と接していない表面３３に配置された前記樹脂剥離層３４と樹脂拡散媒体３５のさらに上から、前記プリフォーム１の内形状の略全面にカウルプレート３６を配置したのちに、前述と同様にバッギング材１１を被せて、前記バッギング材１１の内部を真空吸引１２した後に、真空圧で樹脂を注入成形する方法である。ここで用いる前記カウルプレート３６は十分な剛性を持ち、かつ、形状は前記プリフォームの内形状と略一致しているという少なくとも２つの機能を有することが好ましい。この２つの機能は次の課題を解決するために効果を発揮する。

前記バッギング材１１は真空吸引１２の際に、凹型のコーナー部５において、突っ張り４０を生じ易く、前記コーナー部５に十分な力を加えられずコーナー部の板厚が厚くなることがある。そのため、前記カウルプレート３６を配置すれば、熟練度の低い作業者がバッギングを行い、前記バッギング材１１がコーナー部５で突っ張っても前記カウルプレート３６を介して、前記プリフォームのコーナー部５に力を加えることができ、所望の繊維強化プラスチックを得ることができる。

ここで、本発明の前記プリフォーム１を形成する基材の好ましい例について説明する。本発明で使用できる基材にはプリプレグ、ドライ基材３７が挙げられる。プリプレグでは自身の樹脂のタック性を利用し、ドライ基材では一般に単独ではタック性が無いため、サイジング材や付加した樹脂材料等のタック性、または、製織を利用して強化繊維積層体を賦形後に一体化することでプリフォーム１を得る。中でも成形品の樹脂リッチや弾性率低下を伴うことなく、樹脂含浸性の向上、層間強度の向上等のような機能を付与できる点で樹脂材料１８を用いることが好ましい。

樹脂材料１８の形態としては繊維、フィルム、粒子状等が挙げられるが、中でも粒子状であることが好ましい。粒子状の場合は強化繊維基材の積層体２４を構成するドライ基材の表面に、スプレーやカレンダーロールで散布、塗布でき、粒径や粒子付着量を容易に制御できる。このように制御された粒径はマトリックス樹脂３６を注入して成形する時のマトリックス樹脂４２への粒子溶解量を制御でき好適な層間物性を実現することができる。また、制御された粒子付着量はドライ基材の通気量（厚み方向のマトリックス樹脂の含浸性と相関のあるパラメータ）や強化繊維基材の積層体２４の層間の隙間を適切に形成させ、厚み方向と層間方向に対するマトリックス樹脂４２の含浸性を好適に制御できる。

ドライ基材３７に付与される樹脂材料１８は前記ドライ基材の取り扱い性を考えると常温で粘着性の無い、つまり、触った際に移行し難いもの、具体的には、常温固体でＴｇ（ガラス転移温度）は５０℃以上であることが好ましい。さらに好ましくは、前記樹脂材料１８は繰り返し加熱による劣化が少ない熱可塑樹脂成分を主成分とするものが好ましい。このような樹脂材料１８が塗布されたドライ基材を重ねた強化繊維基材の積層体２４からは賦形後に加熱加圧をすれば、容易に様々な形状のプリフォームを得ることができる。

以上の製造方法により得られた繊維強化プラスチックはフランジ３、ウェブ４、コーナー部５の厚さが実質的に均一で強度や弾性率のばらつきが小さく、航空機、自動車、船舶などの輸送機器、風車や建材などの構造物などに好適に用いることができる。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。

［実施例１］
実施例１では、図１、３に示した製造方法によりＣ型断面の繊維強化プラスチックの製造を行った。なお、実施例１では、予めＣ型断面に形状出しを行ったプリフォームを用いた。プリフォーム１を形成するフランジ３とウェブ４を持つ強化繊維基材の積層体２４は、強化繊維基材を多数枚積層（ここでは３６枚）してなり、前記強化繊維基材は炭素繊維を一方向に揃えて製織した一方向強化繊維織物（ＮＣＷ：ＮｏｎＣｒｉｍｐＷｅａｖｅ）の表面に、熱可塑性樹脂を主成分とした樹脂材料１８（粒子状）を略均一に塗布した基材を用いた。前記樹脂材料１８は、前記強化繊維基材に触れる際に手に移行し難く取り扱い性に優れること、常温（２０℃）から数１０℃程度の加熱で軟化させることができ、容易に前記強化繊維基材の積層体２４を一体化できること、という点を考慮してＴｇ＝６５℃に設定した。

次に、前記強化繊維基材の積層体２４を用いて、プリフォーム１を作成する手順について、図３を用いて説明する。まず、ラバーシール２７（シリコンラバー丸紐φ３０ｍｍ：市販品）がシリコンシーラント（セメダイン８０００）で予め接着されたベースツール２１（ＳＵＳ３０４）の上に、段差２３を設けた雄型２２（ＳＵＳ３０４、長手方向に約１０ｍ）を配置した。次に、前記雄型２２の上に強化繊維基材の積層体２４、さらに、その上からステイ２５に固定されたラバー２６を被せて、ベースツール２１、ラバー２６、ラバーシール２７で形成される密閉空間内を真空吸引１２し、前記強化繊維基材の積層体２４を前記雄型２２及び、前記段差２３に密着させた。前記密着の際に、強化繊維基材の積層体２４のフランジのインナーモールドライン側の端部３１と強化繊維基材の積層体２４のフランジのアウターモールドライン側の端部３２を結ぶ線８は、段差２３（台形断面）を配置することによって、雄型の上側ライン３１と上側ラインを延長したライン３２の長手方向略全長に渡って、密着させなかった。

前記密着していない状態を保持した前記強化繊維基材の積層体２４は、ベースツール２１全体と共に加熱炉内にて、常温から８０℃に加熱されて３０分保持の後、速やかに６０℃に冷却、真空吸引を停止、前記ラバー２６を剥がしてプリフォーム１となった。前記プリフォーム１は前記樹脂材料１８により層間が一体化されＣ型断面が維持されていた。

このようにして得られた前記プリフォーム１はＣ型断面で維持されているため、雌型２内に容易に配置することができた。ここで、前記プリフォーム１の板厚（表１の状態１：真空吸引無し）を測定した。なお、前記測定はフランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の三箇所において行い、測定器にはマイクロメータ（ミツトヨ製）を使用した。

次に、前記プリフォーム１を前記雌型２内に配置して、前記プリフォーム１の上からバッギングフィルム１０（ＷＬ７４００：ＡｉｒｔｅｃｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＩｎｃ，）を被せて、シーラントテープ１１（ＳＭ５１２６：ＲｉｃｈｍｏｎｄＡｉｒｃｒａｆｔＰｒｏｄｕｃｔ）を介して雌型と密閉し、真空ラインから真空吸引１２することで前記プリフォーム１を前記雌型２と密着させた。前記密着させたプリフォーム１においても先と同様にフランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の三箇所の板厚（表１の状態２：真空吸引有り）を測定した。なお、測定器は前記マイクロメータ（ミツトヨ製）使用した。板厚測定結果は表１に示すように、状態１、２（真空吸引前後）において、それぞれの板厚が約０．９ｍｍ変化したが、変化後の前記フランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の板厚はほぼ等しかった。

［実施例２］
実施例２では、図３、４に示した製造方法によりＣ型断面の繊維強化プラスチックの製造を行った。なお、実施例２において使用した強化繊維基材の積層体１４は実施例１と同じであるため説明は省略する。プリフォームＡ５１の製造方法については、図３において、段差２３のみを取り除き、実施例１と同様の手順を踏んで製造した。

このようにして得られたプリフォームＡ５１は、雌型２内に配置する際に、前記プリフォームＡ５１の隙間１３に隙間形状を埋める形状の治具１７と共に配置されて、実質的に前記隙間１３が無い状態で前記雌型２に収まった。ここで、前記プリフォーム１の板厚（表１の状態１：真空吸引無し）を測定した。前記測定はフランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の三箇所において行い、測定器にはマイクロメータ（ミツトヨ製）を使用した。

次に、前記プリフォーム１を前記雌型２内に配置して、前記プリフォーム１の上からバッギングフィルム１０を被せて、シーラントテープ１１を介して雌型と密閉し、真空吸引１２することで前記プリフォーム１を前記雌型２と密着させた。前記密着させたプリフォーム１においても先と同様にフランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の三箇所の板厚（表１の状態２：真空吸引有り）を測定した。なお、測定器は前記マイクロメータ（ミツトヨ製）使用した。板厚測定結果は表１に示すように、状態１、２（真空吸引前後）において、それぞれの板厚が約０．９ｍｍ変化したが、変化後の前記フランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の板厚はほぼ等しかった。

［実施例３］
実施例３では、図３、４に示した製造方法によりＣ型断面の繊維強化プラスチックの製造を行った。実施例３において使用した強化繊維基材の積層体１４、プリフォームＡ５１の製造方法については実施例２と同じであるため説明は省略する。

このようにして得られた前記プリフォームＡ５１はフランジ端部を切断１９してプリフォームＢ５２となった。前記プリフォームＢ５２はフランジ３端部が矩形型に切断されているため、前記プリフォームＡ５１において存在した雌型２との隙間１３が実質的に無くなった。

ここで、前記プリフォーム１の板厚（表１の状態１：真空吸引無し）を測定した。前記測定はフランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の三箇所において行い、測定器にはマイクロメータ（ミツトヨ製）を使用した。

［実施例４］
プリフォームにマトリックス樹脂を注入して繊維強化プラスチックを得る方法を用いた実施例４について、図６を用いて説明する。実施例４で用いたプリフォームは、実施例１と同様の手順で製造したプリフォーム１である。まず、前記プリフォーム１のアウターモールドライン側が雌型２と密着するように雌型２内に配置した。前記雌型２内に配置した前記プリフォーム１の雌型２と接していない側の表面３３には樹脂剥離層３４（ＮＡＴＵＲＡＬ６０００１：ＲｉｃｈｍｏｎｄＡｉｒｃｒａｆｔＰｒｏｄｕｃｔ）と樹脂拡散媒体３５（ＴＳＸ−４００Ｐ：日本ネトロン（株））を配置し、さらに、その上からカウルプレート３６（材質：ＳＳ４００）を配置した。

次に、前記樹脂拡散媒体３５と接した樹脂注入用のポート３８と、前記樹脂拡散媒体３５と隔離された樹脂吸引用のポート３９を配置し、その上からバッギング材１１を被せてシーラントテープ１０を介して、バッギング材１１と雌型２の間を密閉しバッギング材１１内部を真空吸引１２することで前記プリフォーム１を前記雌型２に密着させた。次に、前記プリフォーム１を含む前記雌型２全体を加熱炉内に配置して、約８０℃に加熱して約２時間保持した。その後、樹脂注入用のポート３８にマトリックス樹脂の容器４１を取り付けて、大気圧と内圧の差圧１６でマトリックス樹脂４２を前記プリフォーム１に注入、含浸させた。含浸されたプリフォームは８０℃からさらに１５０℃まで加熱されて、前記マトリックス樹脂４２が硬化し繊維強化プラスチックとなった。前記繊維強化プラスチックの板厚（表１の状態３：真空吸引無し）を実施例１のプリフォーム１と同様に測定したところ、前記フランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５との測定値はほぼ等しかった。

［比較例１］
以下、従来の方法についてさらに具体的に説明する。比較例１では、従来の方法の概略図を示す図２を用いて説明する。比較例１において使用した強化繊維基材の積層体１４、プリフォームＡ５１の製造方法については実施例２と同様のため説明は省略する。

このようにして得られたプリフォームＡ５１の板厚（表１の状態１：真空吸引無し）を測定した。の前記測定はフランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の三箇所において行い、測定器にはマイクロメータ（ミツトヨ製）を使用した。

次に、前記プリフォーム１を前記雌型２内に配置して、前記プリフォーム１の上からバッギングフィルム１０を被せて、シーラントテープ１１を介して雌型と密閉し、真空吸引１２することで前記プリフォーム１を前記雌型２と密着させた。前記密着させたプリフォームＡ５１においても先と同様に前記フランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央、コーナー部５の三箇所において、マイクロメータ（ミツトヨ製）を用いて板厚を測定した。板厚測定結果は表１に示すように、状態１、２において、コーナー部５の板厚は前記フランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央と比較して約０．５ｍｍ厚かった。

ここで、前記プリフォームＡ５１を成形するために、一度前記プリフォームＡ５１を覆っているバッギングフィルム１０を剥がして、真空吸引を解除して常圧に戻した。続いて、前記プリフォームＡ５１のアウターモールドライン側が雌型２と密着するように雌型２内に配置して、前記雌型２内に配置された前記プリフォームＡ５１の雌型２と接していない側の表面３３に樹脂剥離層３４（ＮＡＴＵＲＡＬ６０００１：ＲｉｃｈｍｏｎｄＡｉｒｃｒａｆｔＰｒｏｄｕｃｔ）と樹脂拡散媒体３５（ＴＳＸ−４００Ｐ：日本ネトロン（株））を配置した。次に、前記樹脂拡散媒体３５と接した樹脂注入用のポート３８と、前記樹脂拡散媒体３５と隔離された樹脂吸引用のポート３９を配置し、その上からバッギング材１１を被せてシーラントテープ１０を介して、バッギング材１１と雌型２の間を密閉しバッギング材１１内部を真空吸引１２することで前記プリフォームＡ５１を前記雌型２に密着させた。

次に、前記プリフォームＡ５１を含む前記雌型２全体を加熱炉内に配置して、約８０℃に加熱して約２時間保持した。その後、樹脂注入用のポート３８にマトリックス樹脂の容器４１を取り付けて、大気圧と内圧の差圧１６でマトリックス樹脂４２を前記プリフォームＡ５１に注入、含浸させた。含浸されたプリフォームは８０℃からさらに１５０℃まで加熱されて、前記マトリックス樹脂４２が硬化し繊維強化プラスチックとなった。前記繊維強化プラスチックの板厚（表１の状態３：真空吸引無し）を比較例１のプリフォームＡ５１と同様に測定したところ、コーナー部５の板厚は前記フランジ３のコーナー部から５０ｍｍ離れた位置、ウェブ４の中央と比較して約１．０ｍｍ厚かった。

本発明の繊維強化プラスチックの製造方法の一態様（一工程）を示す概略図である。従来の繊維強化プラスチックの製造方法の一工程を示す概略図である。本発明の繊維強化プラスチックの製造方法の一態様（一工程）を示す概略図である。本発明の繊維強化プラスチックの製造方法の一態様（一工程）を示す概略図である。本発明の繊維強化プラスチックの製造方法の一態様（一工程）を示す概略図である。本発明の繊維強化プラスチックの製造方法の一態様（一工程）を示す概略図である。

符号の説明

１．プリフォーム
２．雌型
３．フランジ
４．ウェブ
５．コーナー部
６．インナーモールドライン側の端部
７．アウターモールドライン側の端部
８．結ぶ線
９．雌型のフランジに該当する壁面
１０．バッギング材
１１．シーラントテープ
１２．真空吸引
１３．隙間
１４．コーナー部の表面側の層
１５．引張力
１６．大気圧と内圧の差圧
１７．隙間形状を埋める形状の治具
１８．樹脂材料
１９．フランジ端部を切断
２１．ベースツール
２２．雄型
２３．段差
２４．強化繊維基材の積層体
２５．ステイ
２６．ラバー
２７．ラバーシール
２８．上側ライン
２９．延長したライン
３１．強化繊維基材の積層体のフランジのインナーモールドライン側の端部
３２．強化繊維基材の積層体のフランジのアウターモールドライン側の端部
３３．雌型と接していない方の表面
３４．樹脂剥離層
３５．樹脂拡散媒体
３６．カウルプレート
３７．ドライ基材
３８．樹脂注入用のポート
３９．樹脂吸引用のポート
４０．突っ張り
４１．マトリックス樹脂の容器
４２．マトリックス樹脂
５１．プリフォームＡ
５２．プリフォームＢ

Claims

強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有し、Ｃ型断面を有する繊維強化プラスチックの製造方法であって、強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有するプリフォームを雌型に配置する際に、前記プリフォームのフランジのインナーモールドライン側の端部から前記プリフォームのフランジのアウターモールドライン側の端部を結ぶ線と、前記雌型のフランジに該当する壁面との間に実質的に隙間が無いように配置する工程を含むことを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有し、Ｃ型断面を有する繊維強化プラスチックの製造方法であって、強化繊維基材の積層体からなるウェブとフランジを有するプリフォームを雌型に配置する際に、前記プリフォームのフランジのインナーモールドライン側の端部から前記プリフォームのフランジのアウターモールドライン側の端部を結ぶ線と、前記雌型のフランジに該当する壁面との間に隙間を形成し、該隙間形状を埋める形状の治具を配置することにより、前記治具と前記雌型のフランジに該当する壁面との間に実質的に隙間が無いように配置する工程を含むことを特徴とする繊維強化プラスチックの製造方法。
前記プリフォームが雄型で賦形されたものである、請求項１または２に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
フランジのインナーモールドライン側の端部からフランジのアウターモールドライン側の端部を結ぶ線と、前記雌型のフランジに該当する壁面との間に実質的に隙間が無いように配置できるプリフォームを得る手段が、前記雄型の裾に段差を設けることにより、前記雄型に前記強化繊維基材の積層体を配置した際に、前記強化繊維の積層体のフランジのインナーモールドライン側の端部からアウターモールドライン側の端部を結ぶ線の一部が、前記雄型のフランジ上側ラインと前記上側ラインを延長したラインから離間された状態で維持することである、請求項３に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
前記プリフォームを一体化する手段が樹脂材料を用いることである、請求項１から４に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
前記プリフォームの表面に樹脂剥離層、樹脂拡散媒体が設置された状態で、バッギング材で密閉した後に、該バッギング材の内部を真空吸引し、しかる後に該バッギング材の内部に樹脂を注入する、請求項１から５に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
前記プリフォーム表面に設置した樹脂拡散媒体の上から、さらに前記プリフォームの内形状の略全面にカウルプレートを配置する、請求項６に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。