JP2002172630A - Frpの真空成形方法 - Google Patents
Frpの真空成形方法Info
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Abstract
て、バッグ材による加圧力を高めてFRPの繊維体積含
有率を高め、バッグ材のシール性能を高めてFRPの品
質、物性を向上し、成形サイクルを短縮する。 【解決手段】 型のキャビティ内に少なくとも強化繊維
基材を配置し、型の表面側にバッグ材を配置してキャビ
ティ内をバギング、シールし、キャビティ内を減圧する
とともにキャビティ内に樹脂を注入するFRPの真空成
形方法において、前記バギングとして、2枚のバッグ材
を用いて二重にバギングし、両バッグ材間も減圧するF
RPの真空成形方法、および、バッグ材のシール材によ
り二重シールし、両シール材間からも減圧するFRPの
真空成形方法。
Description
方法に関し、とくに、片面型の表面側をバギング、シー
ルしてFRPを真空成形する方法に関する。
くとも強化繊維基材を配置し、型の表面側にバッグ材を
配置してキャビティ内をバギング、シールし、キャビテ
ィ内を減圧するとともにキャビティ内に樹脂を注入する
ようにした、いわゆるFRPの真空成形方法が知られて
いる。この方法においてバッグ材としては、たとえば1
枚のフイルムやゴム材からなるシート材が用いられ、キ
ャビティ内をシールするために、バッグ材の周縁部と型
面との間に、たとえば粘着性を有するゴム製シール材が
介装される。
従来のFRPの真空成形方法には、以下のような問題が
残されている。まず、上記のような真空成形の利点の一
つは、キャビティ内の減圧によってシート材からなるバ
ッグ材が自然に内部充填基材の表面の形状に沿い、その
状態で樹脂を注入できるので、成形物の表面形状を容易
に所望の形状に成形できることにある。しかし、樹脂は
大気圧や低圧で注入されるが、その樹脂注入による加圧
力によって、キャビティ内に注入された樹脂が該樹脂の
有する静圧力によって強化繊維基材とともに膨れ気味に
なり、それをバッグ材による加圧力と該樹脂の静圧力と
の圧力差が小さくなり、該加圧力で外側から樹脂注入前
の圧力で完全に押さえることは難しい。そのため、成形
物における強化繊維の体積含有率をあるレベル以上に上
げることが難しいという問題がある。強化繊維の体積含
有率が低いと、その分FRPとしての機械的な物性が低
くなる。
真空吸引状態)が良好な程、注入樹脂を迅速かつ均一に
強化繊維基材に含浸させることが可能になるが、そのた
めには、バッグ材がその周縁部で確実にシールされてい
る必要がある。シールが不完全であると、キャビティ内
へのエア洩れ等が生じ、成形品にボイド等が発生する原
因となる。また、所定の減圧度に到達するための時間が
長くなり、成形サイクルが長くなって、結果的に成形の
コストアップを招く。従来の成形方法におけるシール部
には、前述の如く単に粘着性を有するゴム製シール材が
配置されているだけであり、バッグ材との密着不足によ
るシール不良が生じるおそれがある。
填物をバッグ材で覆ってバギング、シールするFRPの
真空成形方法において、バッグ材としての機能を損なう
ことなくバッグ材のキャビティ方向への加圧力を増大で
き、それによって成形されるFRPの繊維体積含有率の
向上が可能な成形方法を提供することにある。
材によるキャビティ内のシール性能を向上し、それによ
って成形されるFRPの品質の向上(ボイドの発生の抑
制等)をはかるとともに、成形サイクルの時間を短縮し
て成形コストの低減をはかることができるFRPの真空
成形方法を提供することにある。
に、本発明に係るFRPの真空成形方法は、型のキャビ
ティ内に少なくとも強化繊維基材を配置し、型の表面側
にバッグ材を配置してキャビティ内をバギング、シール
し、キャビティ内を減圧するとともにキャビティ内に樹
脂を注入するFRPの真空成形方法において、前記バギ
ングとして、2枚のバッグ材を用いて二重にバギング
し、両バッグ材間も減圧することを特徴とする方法から
なる。
間にスペーサを介在させることが好ましい。スペーサと
しては、所定の厚みを有する多孔質状のシート基材や、
粉体、粒体等を用いることができる。また、両バッグ材
は、型に対してそれぞれ独立にシールしておくことが好
ましい。
は、型のキャビティ内に少なくとも強化繊維基材を配置
し、型の表面側にバッグ材を配置してキャビティ内をバ
ギング、シールし、キャビティ内を減圧するとともにキ
ャビティ内に樹脂を注入するFRPの真空成形方法にお
いて、前記バギングとして、バッグ材の周縁部と型との
間にシール材を二重に配置し、両シール材間も減圧する
ことを特徴とする方法からなる。
材、たとえばOリングを用いることが好ましい。また、
バッグ材としては、たとえば伸縮自在のゴムシートや、
剛体からなるプレート状のバッグ材でその周縁部、つま
りシール材への当接部位が弾力性を有するもの(たとえ
ば、少なくとも周縁部がゴム製シートで形成されたも
の)等を用いることができる。
維基材が配置されるが、それとともにコア材を配置する
場合、本発明に係る方法の適用による効果が大きい。す
なわち、コア材の存在によって、成形すべきFRPの基
本形状が定められるので、コア材上に配置された強化繊
維基材、およびそれを覆うバッグ材を、容易に所定の形
状に沿わせることができる。
形方法においては、2枚のバッグ材を用いて二重バギン
グし、両バッグ材間を減圧することにより(とくに両バ
ッグ材間にスペーサを介在させて減圧することによ
り)、キャビティ内減圧の際、両バッグ材がキャビティ
内充填物の表面形状に沿うようにキャビティ方向に向け
て変形されるとともに、2枚のバッグ材が所定の間隔を
保ちつつかつ全体として上記所定の形状へと変形されつ
つ、外部から作用する大気圧によってあたかも1枚の剛
体板の如くキャビティ方向へ加圧力を及ぼす。したがっ
て、キャビティ内に樹脂が注入され、その注入に伴い樹
脂の静圧力による内部側から作用する加圧力によって樹
脂とともに強化繊維基材が膨れようとするとき、上記2
枚目のバッグ材が内部側に反力をもたらす樹脂がないた
め大気圧による十分な加圧力をもって外部側からキャビ
ティ方向に向かって加圧力が作用し、キャビティ内部側
からの膨張圧を抑え、キャビティ内充填物を十分に大き
な加圧力をもって押さえることが可能になる。その結
果、強化繊維の体積含有率を十分に高めることができ、
成形されるFRPの物性を向上させることができる。
シール材でシールし、両シール材間を減圧することによ
り、この部分でバッグ材の周縁部が吸引されて両シール
材に良好に密着する。とくに内側のシール材にあって
は、両シール材間の減圧吸引力と、キャビティ内を減圧
することによる吸引力との両方が作用することになるの
で、内側のシール材とバッグ材とはとくに強力に密着
し、いわゆるセルフシールが極めて良好に行われること
になる。その結果、バッグ材の周縁部におけるシール性
能が大幅に向上され、外部からのエア洩れ等による成形
FRPのボイド発生等の問題が解消され、FRPの品質
が向上されるとともに、キャビティ内を所定の減圧度に
するための時間が短縮され、FRPの成形サイクルが短
縮される。
形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一
実施態様に係るFRPの真空成形方法の実施の様子を示
している。図1において、片面型1のキャビティ2内に
は、発泡材等の軽量材からなり、所定形状に形成された
コア材3と、コア材3の外表面上に配置された強化繊維
基材4とが収容される。この型1の表面側に、2枚の可
撓性シート材からなるバッグ材5a、5bが設けられ、
キャビティ2内が二重にバギングされる。バッグ材5
a、5bは、その周縁部がそれぞれ独立に、シール材6
a、6bによって型1の表面との間がシールされてい
る。
にスペーサ7が介在されている。スペーサ7としては、
両バッグ材5a、5b間を所定の間隔に保つことができ
る、多孔質状のシート材やネット材、あるいは粉体や粒
体を使用することができる。両バッグ材5a、5b間
は、吸引口8を介してのエア吸引により、減圧できるよ
うになっている。
繊維基材4を配置し、上記の二重バギングを行った後、
吸引口9を介してのエア吸引により、所定の減圧度(真
空度)まで減圧される。この減圧と実質的に同時に、あ
るいは減圧後に、樹脂槽10に貯留されている樹脂11
が、注入口12を介してキャビティ2内に注入される。
この注入は、基本的には、樹脂槽10の貯留樹脂面に加
わる大気圧と、減圧されたキャビティ2内の圧力との差
によって樹脂11が自然にキャビティ2内に流入するこ
とを利用すればよいが、必要に応じて若干の樹脂注入圧
を加えてもよい。
る作用を、図2を参照しながら説明する。図2は、図1
に示したようなFRPの真空成形方法における、樹脂注
入による成形時のバギング、シール状態を原理的に示し
たものである。2枚のバッグ材5a、5b間は、エア吸
引によりたとえばVa’の減圧度に減圧され、型1のキ
ャビティ2内も、エア吸引によりたとえばVaの減圧度
に減圧される。Va’とVaは、同じ値でも異なる値で
あってもよい。両減圧により、強化繊維基材にスペーサ
7が介在されたバッグ材5a、5bは、両バッグ材5
a、5b間を所定の間隔に保たれながら、キャビティ2
内の充填物の表面形状に沿うように、本実施態様では外
側の強化繊維基材4の表面形状に沿うように、キャビテ
ィ2側に向かって変形される。
に注入されるが、この注入に伴い、キャビティ2内に流
入してきた樹脂11により、キャビティ2内に樹脂圧が
加わる。この樹脂圧により、キャビティ2内の充填物、
とくに強化繊維基材4が外側に膨らもうとする。しか
し、上記二重バギングのバッグ材5a、5bは、両者間
がシール材6a、6bでシールされて所望の減圧度に保
たれているので、あたかも一枚の剛体板の如くに挙動
し、外部側から加わる大気圧とキャビティ2内の減圧圧
力との差圧により、キャビティ2内方向に向けて十分に
高い加圧力を及ぼす。この加圧力は、両バッグ材5a、
5bが、キャビティ2内充填物の表面形状に沿った状態
にて発揮されることになる。したがって、キャビティ2
内への樹脂注入に伴いキャビティ2内側から外側に向け
て膨張圧が加わりそれによって強化繊維基材4が外側に
膨らもうとする際、その樹脂および強化繊維基材部分
は、所定形状に保持されたバッグ材5a、5bによっ
て、十分に高い外部側からの加圧力をもって押さえ込ま
れる。その結果、成形されるFRPの繊維体積含有率が
大幅に増大されることになり、FRPの物性が向上され
る。
Pの真空成形方法の実施の様子を示している。図3にお
いて、型21のキャビティ22内には、コア材23と強
化繊維基材24が配置され、それらが、型21の表面側
に配置されたバッグ材25によってバギング、シールさ
れる。キャビティ22内から吸引口26を介してエア吸
引され、キャビティ22内が所定の圧力まで減圧され、
その状態で前述の実施態様同様、樹脂が注入される。
に対向する部位には、環状に延びるシール材用の溝27
a、27bが内側、外側の二重に設けられており、各溝
27a、27bには、それぞれシール材28a、28b
が装着されている。シール材28a、28bは、たとえ
ば弾力性を有するOリングからなり、各溝27a、27
bより、たとえば2〜4mm程度突出させた状態で装着
されている。
1に設けた吸引口29を介してエア吸引され、両シール
材28a、28b間が減圧されてバッグ材25の周縁部
が両シール材28a、28bに強力に密着される。ま
た、キャビティ22内の減圧によっても、バッグ材25
の周縁部がとくに内側のシール材28bに密着される。
すなわち、エア吸引力によって各シール材28a、28
bがセルフシールされる。両シール材28a、28b間
の減圧度Va”とキャビティ22間の減圧度Vaは、同
じ値でも異なる値であってもよい。
央部が弾力性の高い伸縮可能な、たとえばゴム製バッグ
材からなり、その周縁部は、同じ材質でありながら比較
的弾力性の低い肉厚部に形成されている。
成形方法においては、両シール材28a、28bによっ
て二重シールされるとともに、両シール材28a、28
b間が減圧されて両シール材28a、28bが良好にセ
ルフシールされるので、バッグ材25の周縁部は、キャ
ビティ22内を、従来のシール方法に比べはるかに高い
シール力をもって確実にシールできるようになる。その
結果、外部からキャビティ22内へのエア洩れ等が確実
に回避され、成形されるFRPのボイド発生等の問題が
解消され、FRPの品質、物性が向上される。また、シ
ール性能向上の結果、キャビティ22内を所定の減圧度
にするための時間が短縮されるので、FR製品を連続的
に生産していく際の成形サイクルが大幅に短縮されるこ
とになる。
のに限られず、たとえば図4に変形例を示すように、バ
ッグ材31の中央部を所定形状を有する剛体板32で構
成し、周縁部を、弾力性を有するシート材33、たとえ
ばゴム製シートで構成することもできる。このように構
成すれば、弾力性を有するシート材33が、シール材2
8a、28b間の減圧により、より良好にシール材28
a、28bに密着することができる。とくに内側のシー
ル材28bに対しては、シール材28a、28b間の減
圧とキャビティ22内の減圧の両方を介してより良好に
セルフシールでき、バッグ材31の周縁部が確実にシー
ルされる。その結果、成形されるFRPの品質、物性が
向上され、成形サイクルが短縮される。
る強化繊維基材は特に限定されず、あらゆる種類の強化
繊維が使用でき、その形態も、織物、一方向引き揃え繊
維、マット等あらゆる形態を採用でき、積層構成につい
ても何ら限定されない。また、コア材を設けず、強化繊
維基材のみをキャビティ内に配置する場合にも本発明を
適用できる。
Pの真空成形方法によれば、バギングの際に二重バギン
グして両バッグ材間を減圧することにより、キャビティ
内充填物に対してバッグ材による加圧力を増大でき、成
形されるFRPの繊維体積含有率を高めてFRPの物性
を向上することができる。
両シール材間を減圧することにより、キャビティ内に対
するシール性能を大幅に向上でき、外部からのエア洩れ
等を確実に防止して、成形されるFRPの品質、物性を
向上することができるとともに、キャビティ内を所定の
減圧度にするための時間を短縮して成形サイクルを短縮
し、成形コストを低減することができる。
法を実施するための装置の概略構成図である。
作用を説明するための概略構成図である。
方法を実施するための装置の部分概略構成図である。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 型のキャビティ内に少なくとも強化繊維
基材を配置し、型の表面側にバッグ材を配置してキャビ
ティ内をバギング、シールし、キャビティ内を減圧する
とともにキャビティ内に樹脂を注入するFRPの真空成
形方法において、前記バギングとして、2枚のバッグ材
を用いて二重にバギングし、両バッグ材間も減圧するこ
とを特徴とする、FRPの真空成形方法。 - 【請求項2】 両バッグ材間にスペーサを介在させる、
請求項1のFRPの真空成形方法。 - 【請求項3】 両バッグ材を、型に対してそれぞれ独立
にシールする、請求項1または2のFRPの真空成形方
法。 - 【請求項4】 型のキャビティ内に少なくとも強化繊維
基材を配置し、型の表面側にバッグ材を配置してキャビ
ティ内をバギング、シールし、キャビティ内を減圧する
とともにキャビティ内に樹脂を注入するFRPの真空成
形方法において、前記バギングとして、バッグ材の周縁
部と型との間にシール材を二重に配置し、両シール材間
も減圧することを特徴とする、FRPの真空成形方法。 - 【請求項5】 弾力性を有するシール材を用いる、請求
項4のFRPの真空成形方法。 - 【請求項6】 少なくともシール材への当接部位が弾力
性を有するバッグ材を用いる、請求項4または5のFR
Pの真空成形方法。 - 【請求項7】 キャビティ内に強化繊維基材とともにコ
ア材を配置する、請求項1〜6のいずれかに記載のFR
Pの真空成形方法。
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JP2000371477A JP4609745B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | Frpの真空成形方法 |
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ID=18841196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000371477A Expired - Lifetime JP4609745B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | Frpの真空成形方法 |
Country Status (1)
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