繊維強化樹脂製部材の製造装置
【課題】接着剤塗布前の処理を必要最小限に抑え、接着剤による十分な接着強度を確保する。
【解決手段】金型１は、雄型３と雌型４とで成形部材用の密閉自在なキャビティ５が形成され、キャビティ５には樹脂９を含浸させる面形状の強化繊維からなる繊維基材６が収納される。雄型３の一端部には、上方からキャビティ５内へと、繊維基材６の上面から含浸させる樹脂９を注入する注入口３ａが設けられており、他端部には、キャビティ５内に樹脂９を注入する際に、キャビティ５内の空気を吸引除去する吸引口３ｂが設けられている。雌型４の端部には、下方からキャビティ５内へと、繊維基材６の下面から含浸させる樹脂９を注入する注入口４ａが設けられている。繊維強化樹脂製部材２のライン状の接着部８ａ，８ａに対応する部位には、ライン状の凹溝４ｂ，４ｂが形成されている。
【解決手段】金型１は、雄型３と雌型４とで成形部材用の密閉自在なキャビティ５が形成され、キャビティ５には樹脂９を含浸させる面形状の強化繊維からなる繊維基材６が収納される。雄型３の一端部には、上方からキャビティ５内へと、繊維基材６の上面から含浸させる樹脂９を注入する注入口３ａが設けられており、他端部には、キャビティ５内に樹脂９を注入する際に、キャビティ５内の空気を吸引除去する吸引口３ｂが設けられている。雌型４の端部には、下方からキャビティ５内へと、繊維基材６の下面から含浸させる樹脂９を注入する注入口４ａが設けられている。繊維強化樹脂製部材２のライン状の接着部８ａ，８ａに対応する部位には、ライン状の凹溝４ｂ，４ｂが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂製部材をＲＴＭ（レジントランスファーモールディング）法により製造する繊維強化樹脂製部材の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、繊維強化樹脂製部材は様々な分野において用いられるようになっており、特に、車両においては、軽量化、衝突安全性の向上等を目的として、フード、ルーフパネル等の各部品に採用されるようになっている。
【０００３】
炭素繊維強化プラスチックのような繊維強化樹脂製部材の成形としては、ＲＴＭ法がよく知られている。例えば、特開２００４−５８６５０号公報（以下、特許文献１）では、金型内部に成形部材用キャビティを有し、その内面の一部または全面に樹脂流路溝が形成された、上型と下型とからなる両面金型のキャビティ内に、強化繊維となる成形部材用基材を配置し、両面金型を密閉した後、両面金型の注入口から所定の注入圧力で樹脂流路溝を経由させて成形部材用基材内部に樹脂を加圧含浸し、その後、硬化、脱型する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５８６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、繊維強化樹脂製部材を接着して取り付けるには、特に、車両の場合は、接着強度と動きの緩衝性を両立させるため、中強度・高粘度（ガラス用接着剤）を使用する場合がある。上述の特許文献１に開示されるようなＲＴＭ法で成形される繊維強化樹脂製部材の接着面は、その多くが樹脂を含浸させていく表面とは反対側の面に設定されており、樹脂が含浸し難く、強化繊維の織目がでてしまい凹凸が有る場合がある。こうした面で接着を行うとき、大きな凹凸に高粘度の接着剤が入り込まず、また凹凸面に離型剤の残留も多く、接着強度が十分に確保できない虞がある。そこで、凹凸面の表面をサンディングして、平滑面を作り、活性化（酸化物・離型剤・汚染物の除去）を行ってから、エアブロー、ワイプ、プライマー塗布をしてから接着剤の塗布をしなければならないという課題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、接着剤塗布前の処理を必要最小限に抑え、接着剤による十分な接着強度を確保することができる繊維強化樹脂製部材の製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、雄型と雌型とで成形部材用のキャビティを形成した金型の該キャビティ内に少なくとも所定の強化繊維で形成した面形状の繊維基材を収納し、樹脂を含浸させて繊維強化樹脂製部材をＲＴＭ法により製造する繊維強化樹脂製部材の製造装置において、上記雄型に上記繊維基材の一方の面から上記樹脂を含浸させる雄型側注入口を設けると共に、上記雌型に上繊維記基材の上記一方の面とは反対側の他方の面から上記樹脂を含浸させる雌型側注入口を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による繊維強化樹脂製部材の製造装置によれば、接着剤塗布前の処理を必要最小限に抑え、接着剤による十分な接着強度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る金型と基材の概略説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る型締め行程の概略説明図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る樹脂注入行程の概略説明図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係る脱型行程の概略説明図である。
【図５】本発明の実施の一形態に係る樹脂含浸前の基材の説明図である。
【図６】本発明の実施の一形態に係る繊維強化樹脂製部材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図６において、符号１はＲＴＭ法により繊維強化樹脂製部材２を成形する金型を示し、この金型１は、雄型（上型）３と雌型（下型）４とで成形部材用の密閉自在なキャビティ５が形成されて、このキャビティ５には樹脂９を含浸させる面形状の繊維基材６が収納される。
【００１１】
この金型１を用いてＲＴＭ法により成形して得られる繊維強化樹脂製部材２は、図６に示すように、両縁部７，７がフランジ形状に形成された部材であり、中央突出面８の両縁部近傍には、それぞれ、縁に沿って他の部材と接着剤（例えば、中強度・高粘度のガラス用接着剤）を用いて接着する突出したライン状の接着部８ａ，８ａが形成されている。
【００１２】
雄型３の一端部には、上方からキャビティ５内へと、繊維基材６の上面から含浸させる樹脂９を注入する注入口３ａが設けられている。また、雄型３の他端部には、キャビティ５内に樹脂９を注入する際に、キャビティ５内の空気を吸引除去する吸引口３ｂが設けられている。
【００１３】
雌型４の端部には、下方からキャビティ５内へと、繊維基材６の下面から含浸させる樹脂９を注入する注入口４ａが設けられている。また、上述の繊維強化樹脂製部材２のライン状の接着部８ａ，８ａに対応する部位には、ライン状の凹溝４ｂ，４ｂが形成されている。
【００１４】
繊維基材６は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維等のプリプレグシート（クロス材またはＵＤ材）で形成されており、図５に示すように、予めキャビティ５内に収納できる形状に形成されている。
【００１５】
雄型３の注入口３ａ、及び、雌型４の注入口４ａから注入する樹脂９は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等の樹脂である。
【００１６】
尚、注入口３ａ、４ａの繊維基材６側の端部には、注入された樹脂９をキャビティ５の周囲まで導くランナー、及び、このランナーからキャビティ５に樹脂９を均一に供給するためのゲート等を設けても良い。また、吸引口３ｂの繊維基材６側の端部には、樹脂溜め用のランナーを設けても良い。
【００１７】
次に、本実施形態において、ＲＴＭ法により上述の繊維強化樹脂製部材２を成形する方法について説明する。
【００１８】
まず、雄型３と雌型４のキャビティ５に臨む面を、所定の有機溶剤を用いて脱脂処理する。
【００１９】
次に、雄型３と雌型４のキャビティ５に臨む面に、所定の離型剤を用いて離型処理を施す。
【００２０】
次いで、図１、図２に示すように、予めキャビティ５内に収納できる形状に形成された繊維基材６をキャビティ５をキャビティ５内に収納して型締めを行う。
【００２１】
次に、図３に示すように、真空ポンプ１０で所定圧力で真空引きしてキャビティ５内の空気を吸引除去しながら、樹脂９を、雄型３の注入口３ａ、及び、雌型４の注入口４ａから所定圧力で加圧注入する。
【００２２】
雄型３の注入口３ａから注入された樹脂９は、繊維基材６の上面から主に含浸していく。一方、雌型４の注入口４ａから注入された樹脂９は、繊維基材６の下面から主に含浸していく。また、雌型４のライン状の凹溝４ｂ，４ｂにも樹脂９が流入されて満たされる。
【００２３】
次いで、金型１全体を、樹脂の硬化温度に温度調節し、キャビティ５内の樹脂９が十分硬化するまで放置する。
【００２４】
次に、図４に示すように、金型１を開き、成形された繊維強化樹脂製部材２を型内から脱型する。
【００２５】
こうして成形された繊維強化樹脂製部材２は、樹脂９が、雄型３の注入口３ａと雌型４の注入口４ａから、繊維基材６の上下面から十分に含浸させられているため、上下面、共に、強化繊維の織目が表出して凸凹な部位が生じることがない。
【００２６】
また、成形された繊維強化樹脂製部材２に樹脂成形される接着部８ａ，８ａも、表面は平滑で、接着剤による接着に適したものに形成される。
【００２７】
このため、繊維強化樹脂製部材を接着剤により接着するに際し、従来行っていた、サンディング等の処理を行うことなく、接着作業を完了させることができる。
【００２８】
そして、従来のサンディングで形成する平滑面よりも平滑性に優れた面を、接着剤による接着面とすることができるため、接着力を向上させることができる。また、従来のサンディングでは、意匠面に裏面接着によるひけができる場合があったが、本発明の実施の形態によれば、意匠面への影響を少なくすることができる。また、サンディング、ワイプの工数を削減でき、繊維強化樹脂製部材のコストダウンを図ることができる。更に、サンディングによるゴミの発生もないため、後工程の塗装時にゴミ物の付着する虞もない。また、雄型３の注入口３ａと雌型４の注入口４ａの２つの注入口から繊維基材６に含浸させるため、含浸時間を短縮させることができ、製造時間を短縮することが可能となる。
【００２９】
尚、成形して得ようとする繊維強化樹脂製部材２の形状は、本実施の形態に限るものではない。また、繊維強化樹脂製部材２のライン状の接着部８ａ，８ａは、無くても、或いは、他の形状でも、本発明が適用できることは云うまでもない。更に、雄型３の注入口３ａから注入する樹脂の注入ラインと、雌型４の注入口４ａから注入する樹脂の注入ラインとは、本実施の形態では、１つのラインから分岐した例で説明しているが、それぞれ独立した注入ラインとして、加圧する圧力を異なって設定できるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３０】
１ 金型
２ 繊維強化樹脂製部材
３ 雄型
３ａ 注入口
３ｂ 吸引口
４ 雌型
４ａ 注入口
４ｂ 凹溝
５ キャビティ
６ 繊維基材
８ａ 接着部
９ 樹脂
１０ 真空ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂製部材をＲＴＭ（レジントランスファーモールディング）法により製造する繊維強化樹脂製部材の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、繊維強化樹脂製部材は様々な分野において用いられるようになっており、特に、車両においては、軽量化、衝突安全性の向上等を目的として、フード、ルーフパネル等の各部品に採用されるようになっている。
【０００３】
炭素繊維強化プラスチックのような繊維強化樹脂製部材の成形としては、ＲＴＭ法がよく知られている。例えば、特開２００４−５８６５０号公報（以下、特許文献１）では、金型内部に成形部材用キャビティを有し、その内面の一部または全面に樹脂流路溝が形成された、上型と下型とからなる両面金型のキャビティ内に、強化繊維となる成形部材用基材を配置し、両面金型を密閉した後、両面金型の注入口から所定の注入圧力で樹脂流路溝を経由させて成形部材用基材内部に樹脂を加圧含浸し、その後、硬化、脱型する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５８６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、繊維強化樹脂製部材を接着して取り付けるには、特に、車両の場合は、接着強度と動きの緩衝性を両立させるため、中強度・高粘度（ガラス用接着剤）を使用する場合がある。上述の特許文献１に開示されるようなＲＴＭ法で成形される繊維強化樹脂製部材の接着面は、その多くが樹脂を含浸させていく表面とは反対側の面に設定されており、樹脂が含浸し難く、強化繊維の織目がでてしまい凹凸が有る場合がある。こうした面で接着を行うとき、大きな凹凸に高粘度の接着剤が入り込まず、また凹凸面に離型剤の残留も多く、接着強度が十分に確保できない虞がある。そこで、凹凸面の表面をサンディングして、平滑面を作り、活性化（酸化物・離型剤・汚染物の除去）を行ってから、エアブロー、ワイプ、プライマー塗布をしてから接着剤の塗布をしなければならないという課題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、接着剤塗布前の処理を必要最小限に抑え、接着剤による十分な接着強度を確保することができる繊維強化樹脂製部材の製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、雄型と雌型とで成形部材用のキャビティを形成した金型の該キャビティ内に少なくとも所定の強化繊維で形成した面形状の繊維基材を収納し、樹脂を含浸させて繊維強化樹脂製部材をＲＴＭ法により製造する繊維強化樹脂製部材の製造装置において、上記雄型に上記繊維基材の一方の面から上記樹脂を含浸させる雄型側注入口を設けると共に、上記雌型に上繊維記基材の上記一方の面とは反対側の他方の面から上記樹脂を含浸させる雌型側注入口を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による繊維強化樹脂製部材の製造装置によれば、接着剤塗布前の処理を必要最小限に抑え、接着剤による十分な接着強度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る金型と基材の概略説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る型締め行程の概略説明図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る樹脂注入行程の概略説明図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係る脱型行程の概略説明図である。
【図５】本発明の実施の一形態に係る樹脂含浸前の基材の説明図である。
【図６】本発明の実施の一形態に係る繊維強化樹脂製部材の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図６において、符号１はＲＴＭ法により繊維強化樹脂製部材２を成形する金型を示し、この金型１は、雄型（上型）３と雌型（下型）４とで成形部材用の密閉自在なキャビティ５が形成されて、このキャビティ５には樹脂９を含浸させる面形状の繊維基材６が収納される。
【００１１】
この金型１を用いてＲＴＭ法により成形して得られる繊維強化樹脂製部材２は、図６に示すように、両縁部７，７がフランジ形状に形成された部材であり、中央突出面８の両縁部近傍には、それぞれ、縁に沿って他の部材と接着剤（例えば、中強度・高粘度のガラス用接着剤）を用いて接着する突出したライン状の接着部８ａ，８ａが形成されている。
【００１２】
雄型３の一端部には、上方からキャビティ５内へと、繊維基材６の上面から含浸させる樹脂９を注入する注入口３ａが設けられている。また、雄型３の他端部には、キャビティ５内に樹脂９を注入する際に、キャビティ５内の空気を吸引除去する吸引口３ｂが設けられている。
【００１３】
雌型４の端部には、下方からキャビティ５内へと、繊維基材６の下面から含浸させる樹脂９を注入する注入口４ａが設けられている。また、上述の繊維強化樹脂製部材２のライン状の接着部８ａ，８ａに対応する部位には、ライン状の凹溝４ｂ，４ｂが形成されている。
【００１４】
繊維基材６は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維等のプリプレグシート（クロス材またはＵＤ材）で形成されており、図５に示すように、予めキャビティ５内に収納できる形状に形成されている。
【００１５】
雄型３の注入口３ａ、及び、雌型４の注入口４ａから注入する樹脂９は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等の樹脂である。
【００１６】
尚、注入口３ａ、４ａの繊維基材６側の端部には、注入された樹脂９をキャビティ５の周囲まで導くランナー、及び、このランナーからキャビティ５に樹脂９を均一に供給するためのゲート等を設けても良い。また、吸引口３ｂの繊維基材６側の端部には、樹脂溜め用のランナーを設けても良い。
【００１７】
次に、本実施形態において、ＲＴＭ法により上述の繊維強化樹脂製部材２を成形する方法について説明する。
【００１８】
まず、雄型３と雌型４のキャビティ５に臨む面を、所定の有機溶剤を用いて脱脂処理する。
【００１９】
次に、雄型３と雌型４のキャビティ５に臨む面に、所定の離型剤を用いて離型処理を施す。
【００２０】
次いで、図１、図２に示すように、予めキャビティ５内に収納できる形状に形成された繊維基材６をキャビティ５をキャビティ５内に収納して型締めを行う。
【００２１】
次に、図３に示すように、真空ポンプ１０で所定圧力で真空引きしてキャビティ５内の空気を吸引除去しながら、樹脂９を、雄型３の注入口３ａ、及び、雌型４の注入口４ａから所定圧力で加圧注入する。
【００２２】
雄型３の注入口３ａから注入された樹脂９は、繊維基材６の上面から主に含浸していく。一方、雌型４の注入口４ａから注入された樹脂９は、繊維基材６の下面から主に含浸していく。また、雌型４のライン状の凹溝４ｂ，４ｂにも樹脂９が流入されて満たされる。
【００２３】
次いで、金型１全体を、樹脂の硬化温度に温度調節し、キャビティ５内の樹脂９が十分硬化するまで放置する。
【００２４】
次に、図４に示すように、金型１を開き、成形された繊維強化樹脂製部材２を型内から脱型する。
【００２５】
こうして成形された繊維強化樹脂製部材２は、樹脂９が、雄型３の注入口３ａと雌型４の注入口４ａから、繊維基材６の上下面から十分に含浸させられているため、上下面、共に、強化繊維の織目が表出して凸凹な部位が生じることがない。
【００２６】
また、成形された繊維強化樹脂製部材２に樹脂成形される接着部８ａ，８ａも、表面は平滑で、接着剤による接着に適したものに形成される。
【００２７】
このため、繊維強化樹脂製部材を接着剤により接着するに際し、従来行っていた、サンディング等の処理を行うことなく、接着作業を完了させることができる。
【００２８】
そして、従来のサンディングで形成する平滑面よりも平滑性に優れた面を、接着剤による接着面とすることができるため、接着力を向上させることができる。また、従来のサンディングでは、意匠面に裏面接着によるひけができる場合があったが、本発明の実施の形態によれば、意匠面への影響を少なくすることができる。また、サンディング、ワイプの工数を削減でき、繊維強化樹脂製部材のコストダウンを図ることができる。更に、サンディングによるゴミの発生もないため、後工程の塗装時にゴミ物の付着する虞もない。また、雄型３の注入口３ａと雌型４の注入口４ａの２つの注入口から繊維基材６に含浸させるため、含浸時間を短縮させることができ、製造時間を短縮することが可能となる。
【００２９】
尚、成形して得ようとする繊維強化樹脂製部材２の形状は、本実施の形態に限るものではない。また、繊維強化樹脂製部材２のライン状の接着部８ａ，８ａは、無くても、或いは、他の形状でも、本発明が適用できることは云うまでもない。更に、雄型３の注入口３ａから注入する樹脂の注入ラインと、雌型４の注入口４ａから注入する樹脂の注入ラインとは、本実施の形態では、１つのラインから分岐した例で説明しているが、それぞれ独立した注入ラインとして、加圧する圧力を異なって設定できるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３０】
１ 金型
２ 繊維強化樹脂製部材
３ 雄型
３ａ 注入口
３ｂ 吸引口
４ 雌型
４ａ 注入口
４ｂ 凹溝
５ キャビティ
６ 繊維基材
８ａ 接着部
９ 樹脂
１０ 真空ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型と雌型とで成形部材用のキャビティを形成した金型の該キャビティ内に少なくとも所定の強化繊維で形成した面形状の繊維基材を収納し、樹脂を含浸させて繊維強化樹脂製部材をＲＴＭ法により製造する繊維強化樹脂製部材の製造装置において、
上記雄型に上記繊維基材の一方の面から上記樹脂を含浸させる雄型側注入口を設けると共に、上記雌型に上繊維記基材の上記一方の面とは反対側の他方の面から上記樹脂を含浸させる雌型側注入口を設けたことを特徴とする繊維強化樹脂製部材の製造装置。
【請求項２】
上記繊維強化樹脂製部材は、上記一方の面と上記他方の面の少なくとも一方に他の部材と接着剤により接着する突出した接着部位を有するものであって、
上記接着部位に対応する上記雄型と雌型の少なくとも一方に、上記樹脂のみ流入して上記接着部位を形成する凹部を設けたことを特徴とする請求項１記載の繊維強化樹脂製部材の製造装置。
【請求項３】
上記強化繊維は炭素繊維であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の繊維強化樹脂製部材の製造装置。
【請求項１】
雄型と雌型とで成形部材用のキャビティを形成した金型の該キャビティ内に少なくとも所定の強化繊維で形成した面形状の繊維基材を収納し、樹脂を含浸させて繊維強化樹脂製部材をＲＴＭ法により製造する繊維強化樹脂製部材の製造装置において、
上記雄型に上記繊維基材の一方の面から上記樹脂を含浸させる雄型側注入口を設けると共に、上記雌型に上繊維記基材の上記一方の面とは反対側の他方の面から上記樹脂を含浸させる雌型側注入口を設けたことを特徴とする繊維強化樹脂製部材の製造装置。
【請求項２】
上記繊維強化樹脂製部材は、上記一方の面と上記他方の面の少なくとも一方に他の部材と接着剤により接着する突出した接着部位を有するものであって、
上記接着部位に対応する上記雄型と雌型の少なくとも一方に、上記樹脂のみ流入して上記接着部位を形成する凹部を設けたことを特徴とする請求項１記載の繊維強化樹脂製部材の製造装置。
【請求項３】
上記強化繊維は炭素繊維であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の繊維強化樹脂製部材の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２１４８７８（Ｐ２０１０−２１４８７８Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６５８６（Ｐ２００９−６６５８６）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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