JP6554130B2 - 繊維強化複合材料の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、繊維強化複合材料の製造方法に関し、特に、成形金型の内部で強化繊維シートに樹脂を含浸させて硬化する際に、磁力を用いて樹脂を良好に含浸させる繊維強化複合材料の製造方法に関する。
近年、繊維強化複合材料の製造方法として、レジントランスファモールディング（ＲＴＭ）法や、反応射出成形（ＲＩＭ）法等が用いられている。これらの方法では、複数の強化繊維シートを積層した積層体を金型内にセットし、型締めした後、未硬化の樹脂を注入し、積層体に含浸させて硬化させている。この方法によれば、樹脂が含浸されていないドライ基材からなる積層体を賦形するため、比較的複雑な形状の成形品を製造することが可能である。
しかしながら、樹脂を含浸させる前の強化繊維シートは、搬送中に積層された強化繊維シートがバラバラになるなど、取扱性が悪い。そのため、通常、樹脂を含浸させる本賦形の前に、予備賦形工程を設定している（特許文献１）。
予備賦形工程では、予備賦形用の金型に一枚の強化繊維シートをセットし、その表面にパウダー状の固着材を散布し、その上に次の強化繊維シートを積層する。これらを順次繰り返して強化繊維シートの積層体を形成し、その後、予備賦形型によって型締めを行う。これにより、強化繊維シート同士を固着するとともに、その後の本賦形に適した形状に予備賦形されたプリフォーム体を形成している。本賦形工程では、このプリフォーム体を本賦形用の金型にセットすることにより、位置決めを容易にし、本賦形時の位置ずれを防止している。
一方、磁力を用いて繊維強化複合材料を樹脂成形する方法が特許文献２および特許文献３に記載されている。特許文献２では、金型を用いてＦＲＰ製部品を成形する際に、成形型の内部に磁石を配置し、磁性粉末が混入された溶融樹脂を成形金型の内部に注入することで、磁石の近傍に磁性粉末を集合させ、その部分に於ける耐摩耗性を向上させている。特許文献３では、予備賦形を行う際に、強化繊維基材を磁性体の入れ子と磁石で挟み、金型の型孔に入れ子を挿入することで、強化繊維基材を金型に沿って湾曲させている。
特開２００８−１７９１３０号公報 特開平７−２６６３７４号公報 特開２０１６−１０９２６号公報
しかしながら、上記した特許文献１に記載されたような、本賦形工程の前に予備賦形を行う繊維強化複合材料の製造方法では、製造工程が複雑化すると共に、製造に用いる金型が増加するため、製造コストが増加してしまう課題があった。
係る課題の対処方法として、上記した予備賦形を経ることなく、強化繊維シートを金型にセットし、金型の内部に樹脂を注入することでその樹脂を強化繊維シートに含浸し、その後、注入された樹脂を金型内部で硬化することが考えられる。
そのように予備賦形を行うことなく、金型に樹脂を注入することで強化繊維シートに樹脂を含浸させて硬化させようとすると、形状が複雑となる部分では、強化繊維シートに樹脂が充分に含浸されない未含浸領域が発生してしまう恐れがあった。このような問題を回避するために、形状が複雑となる部分の成形金型に複数の樹脂注入口を形成すると、成形金型の形状が複雑となり、樹脂注入の際の制御工程も複雑と成り、結果的に製造コストが高くなってしまう課題が生じる恐れがある。
更に、特許文献２に記載された成形方法では、金型のキャビティに内蔵された磁石で磁性粉末を集合させているが、樹脂の流動性を向上させるものではないため、上記した未含浸領域が発生する課題を解決するものではない。また、特許文献３に記載された形成方法は、強化繊維基材を金型の内部で所定形状とするために磁力を用いているのみであり、この方法も樹脂の流動性を向上させるものでないため、上記した未含浸領域が発生する課題を解決するものではない。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、強化繊維シートに樹脂を含浸させて硬化する際に、金型の内部で磁界を発生させ、樹脂を金型内部に於いて良好に流動させることで、強化繊維シートに樹脂が未充填となることを防止することができる繊維強化複合材料の製造方法を提供することにある。
本発明は、強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、前記成形工程では、磁性体粉が添加された前記樹脂を前記キャビティに注入し、前記キャビティの内壁に沿って注入口から周辺部に向かって前記成形金型内に逐次配列された磁石に対し逐次磁界を発生させる、または、前記キャビティの内壁に沿って移動可能に配置された磁石を注入口方向から周辺部方向に向かって移動させることで磁界を発生させることで、前記磁性体粉が添加された前記樹脂を流動させることを特徴とする。
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記磁性体粉が含まれる前記樹脂が、前記強化繊維シートが曲折成形される部位に向かって流動するように、前記磁界を発生させることを特徴とする。
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記磁界は、前記成形金型に備えられた電磁石で発生させることを特徴とする。
本発明は、強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、前記成形工程では、磁性体粉が添加された前記樹脂を前記キャビティに注入し、前記キャビティで磁界を発生させることで、前記磁性体粉が添加された前記樹脂を流動させ、前記成形金型には、第１注入口および第２注入口が形成され、前記磁性体粉が含まれる前記樹脂は、前記第１注入口から前記キャビティに注入され、前記磁性体粉とは異なる材料から成る添加粉末が含まれる前記樹脂は、前記第２注入口から前記キャビティに注入されることを特徴とする。
本発明は、強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、前記成形工程では、磁性体粉が添加された前記樹脂を前記キャビティに注入し、前記キャビティの内壁に沿って注入口から周辺部に向かって前記成形金型内に逐次配列された磁石に対し逐次磁界を発生させる、または、前記キャビティの内壁に沿って移動可能に配置された磁石を注入口方向から周辺部方向に向かって移動させることで磁界を発生させることで、前記磁性体粉が添加された前記樹脂を流動させることを特徴とする。従って、キャビティで磁界を発生させることで、磁性体粉が添加された樹脂を所定方向に流動させることができることから、ボイドの発生が抑制され、強化繊維シートに樹脂が未充填となることを防止することができる。
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記磁性体粉が含まれる前記樹脂が、前記強化繊維シートが曲折成形される部位に向かって流動するように、前記磁界を発生させることを特徴とする。従って、一般的には樹脂の含浸が困難とされている強化繊維シートが曲折成形される部位に、磁界を用いて樹脂の充填および含浸を確実に行うことができる。
また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法では、前記磁界は、前記成形金型に備えられた電磁石で発生させることを特徴とする。従って、樹脂を流動させるための磁界を電磁石で発生させることで、磁界の強さや方向を好適に制御でき、キャビティの内部で樹脂を良好に流動させることができる。
本発明は、強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、前記成形工程では、磁性体粉が添加された前記樹脂を前記キャビティに注入し、前記キャビティで磁界を発生させることで、前記磁性体粉が添加された前記樹脂を流動させ、前記成形金型には、第１注入口および第２注入口が形成され、前記磁性体粉が含まれる前記樹脂は、前記第１注入口から前記キャビティに注入され、前記磁性体粉とは異なる材料から成る添加粉末が含まれる前記樹脂は、前記第２注入口から前記キャビティに注入されることを特徴とする。従って、例えばシリカ粉末である添加粉末を第２注入口からキャビティに注入することで、繊維強化複合材料の表面の所定箇所を添加粉末により粗化することができる。よって、粗化された繊維強化複合材料の表面と接着剤との密着強度を向上することができる。
本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法で製造される繊維強化複合材料を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。 本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法で用いられる成形金型の断面図である。 本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図である。 本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法を示す図であり、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法を示す図であり、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る繊維強化複合材料の製造方法を示す図であり、（Ａ）は成形金型の断面図であり、（Ｂ）はその成形金型を用いて繊維強化複合材料を成形する方法を示す拡大断面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る繊維強化複合材料１０の製造方法を、図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。
図１を参照して、本形態の繊維強化複合材料１０の製造方法で製造される繊維強化複合材料１０を説明する。図１（Ａ）は繊維強化複合材料１０を全体的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に於ける断面図である。
図１（Ａ）に示す繊維強化複合材料１０は、例えばＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）であり、一例として略トレー形状を呈している。ここでは、後述する成形工程が終了して成形金型から取り出された直後の繊維強化複合材料１０を示している。繊維強化複合材料１０は、成形工程が終了した後に、周辺部に規定された一点鎖線で示す位置で切断される。一点鎖線よりも内側の部分の繊維強化複合材料１０は製品と成る製品領域である。かかる構成を有する繊維強化複合材料１０は、例えば、乗用車等の車両の部品等として用いられる。
図１（Ｂ）を参照して、繊維強化複合材料１０は、強化繊維シート１１と、強化繊維シート１１に含浸されて硬化している樹脂１２とから構成されている。
強化繊維シート１１を構成する強化繊維としては、例えば、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等を用いることができる。また、強化繊維シート１１の形態として、織物や編物等のファブリック材、ＵＤ材（単一方向材）を採用することができる。強化繊維シート１１は、シート状の強化繊維が複数枚積層された積層体として構成されている。
樹脂１２としては、エポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂、または、ポリアミド（ＰＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂を採用することができる。樹脂１２は、強化繊維シート１１に含浸された状態で硬化されている。
更に、本形態の樹脂１２には、鉄粉などの磁性体から成る磁性体粉が混入されている。樹脂１２に磁性体粉が含まれる割合は、外部から作用する磁力で樹脂１２の流動性を促進できる程度であり、且つ、硬化した樹脂１２の強度等の特性を低下させない程度とされる。磁性体粉の粒径は、樹脂１２の強化繊維シート１１への含浸を阻害しない程度とされる。また、樹脂１２に磁性体粉を混入することで、磁性体粉が樹脂１２の表面付近に存在することになり、繊維強化複合材料１０の表面が粗化される。よって、接着剤を用いて繊維強化複合材料１０を他部材と接着する際に、接着剤と繊維強化複合材料１０との密着強度を向上させ、繊維強化複合材料１０と他部材との接合強度を向上することができる。
本形態の繊維強化複合材料１０は、例えば炭素繊維である強化繊維シート１１を有していることで、電磁シールド機能を有している。更に、本形態の繊維強化複合材料１０は、樹脂１２が鉄粉などの磁性体粉を含むことで、この電磁シールド機能を強化することができる。
図２を参照して、本形態の繊維強化複合材料１０の製造方法に用いられる成形金型２０を説明する。成形金型２０は、上金型２１と下金型２２とから構成されている。上金型２１と下金型２２とを閉じた際に形成される両者の間隙としてキャビティ２３が構成される。キャビティ２３は、本形態で製造される繊維強化複合材料１０の形状と同一である。
上金型２１を貫通して注入口２８が形成されている。注入口２８には外部から成形金型２０に液状または粘度が低い樹脂が供給される。ここでは、上金型２１の中央部に一つの注入口２８が形成されているが、注入口２８は上金型２１の周辺部に形成されても良いし、複数の注入口２８が形成されても良い。更に、注入口２８は下金型２２に形成されても良い。
本形態の成形金型２０には、磁性体粉を含む樹脂１２を良好に流動させるために、キャビティ２３に面する内壁に沿って、磁石２４、２５が配置されている。具体的には、上金型２１には、注入口２８からキャビティ２３の周辺部に向かって、複数の磁石２４が列状に配置されている。同様に、下金型２２にも、注入口２８からキャビティ２３の周辺部に向かって、複数の磁石２５が列状に配置されている。ここで、磁石２４、２５は、永久磁石でも良いし、電磁石でも良い。後述するように、成形金型２０に磁石２４、２５を配置することで、磁性体粉が添加された硬化前の液状または半固形状の樹脂１２を、キャビティ２３の内部で良好に流動させることができる。
上金型２１に配置される磁石２４は、その位置が固定されても良いし、可動式とされても良い。磁石２４の位置が固定される場合は、上金型２１に形成された図示しない収納孔に磁石２４が配置される。磁石２４が可動式とされる場合は、上金型２１に配置された図示しないモータ等の移動手段を用いて、磁石２４が例えば注入口２８から周辺部に向かって磁石２４が移動される。かかる事項は、下金型２２に配置される磁石２５に関しても同様である。
磁石２４、２５として電磁石が採用された場合は、電磁石の励磁および励磁の強度は、図示しない制御手段で制御される。即ち、図示しない制御手段から磁石２４、２５に電流が供給される間は、磁石２４、２５は励磁されて磁界が生じる。一方、図示しない制御手段から磁石２４、２５に電流が供給されない間は、磁石２４、２５は励磁されず磁界は生じない。
図３および図４を参照して、上記した構成の成形金型２０を用いて繊維強化複合材料１０を製造する成形工程を説明する。係る成形工程は、賦形工程と称されることもある。ここでは、成形金型２０に内蔵される磁石２４、２５として電磁石を採用し、電磁石を励磁することで磁界を発生させ、キャビティ２３の内部で樹脂１２を良好に流動させる場合を説明する。
図３（Ａ）を参照して、先ず、上金型２１と下金型２２との間に強化繊維シート１１を収納する。ここでは、強化繊維シート１１は、予め予備賦形されたプリフォーム体ではなく、繊維状材料を複数枚積層させた積層体の状態のまま、成形金型２０の所定位置に載置される。
図３（Ｂ）を参照して、その後、上金型２１と下金型２２とを当接させることで、上金型２１と下金型２２との間隙として形成されるキャビティ２３に、強化繊維シート１１を収納させる。次に、この状態で注入口２８を経由して樹脂１２をキャビティ２３に注入することで、キャビティ２３の内部にて強化繊維シート１１に樹脂１２を含浸させる。キャビティ２３に注入される液状または粘度が低い樹脂１２には、鉄粉などの磁性体粉が添加されている。
図４を参照して、キャビティ２３の内部で樹脂１２を流動させる工程を説明する。図４（Ａ）から図４（Ｃ）はこの工程を逐次的に示す拡大断面図である。ここでは、キャビティ２３の中心部から周辺部に向かって樹脂１２を流動させる場合を説明する。これらの図では、励磁されることで磁界を発生させている磁石２４、２５をハッチングで示している。
本形態では、電磁石である磁石２４、２５を中心部から周辺部に向かって励磁させることで、磁石２４、２５が発生させる磁界を、樹脂１２に添加された磁性体粉に作用させ、樹脂１２を磁石２４、２５の側に引き寄せ、樹脂１２をキャビティ２３の周辺部に向かって流動させている。また、磁石２４、２５にパルス波を印加することで、磁石２４、２５から発生する磁界の磁力を好適に制御している。
図４（Ａ）を参照して、ここでは、図１（Ｂ）に示した曲折部１３の内側（紙面上では左方）に配置された磁石２４、２５を励磁することで磁界を発生させ、この磁界による磁力で、磁性体粉を含む樹脂１２を、キャビティ２３の中心部から周辺部に向かって流動させている。
図４（Ｂ）を参照して、次に、曲折部１３、１４を挟む位置に配置された磁石２４、２５を励磁することで、磁性体粉を含む樹脂１２を、曲折部１３、１４まで到達させている。曲折部１３、１４はキャビティ２３が略直角に曲折する部分であるため、曲折部１３、１４に於いて強化繊維シート１１に樹脂１２を含浸させつつ、樹脂１２を流動させることは容易ではない。本形態では、曲折部１３、１４を挟む位置に配置された磁石２４、２５から発せられる磁界の磁力により、磁性体粉を含む樹脂１２を曲折部１３、１４に沿って流動させているので、キャビティ２３が略直角に曲折する部分であっても、樹脂１２を、強化繊維シート１１に良好に含浸させつつ、キャビティ２３の周辺部に向かって流動させることが出来る。
図４（Ｃ）を参照して、成形金型２０の周辺端部に配置された磁石２４、２５を励磁する。このようにすることで、磁性体粉を含む樹脂１２は、強化繊維シート１１に含浸されつつ、キャビティ２３の周辺部まで充填され、キャビティ２３の全領域に於いて強化繊維シート１１に樹脂１２が含浸される。よって、強化繊維シート１１に樹脂１２が含浸されない未含浸領域が形成されることが防止されている。
上記した充填工程が終了した後は、キャビティ２３の内部で樹脂１２を硬化させる。樹脂１２がエポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂である場合は、樹脂１２を１００℃程度以上に加熱することで、樹脂１２を硬化反応させる。ここで、本形態では樹脂１２に、例えば鉄粉である磁性体粉が添加されているので、誘導加熱することで樹脂１２を加熱硬化することができる。一方、樹脂１２がポリプロピレン等の熱可塑性樹脂である場合は、樹脂１２を２０℃〜６０℃以下（好ましくは、例えば４０℃程度）に冷却することで硬化させる。
キャビティ２３の内部で樹脂１２が充分に硬化したら、上金型２１と下金型２２とを離型させた後に、図１（Ａ）に示す繊維強化複合材料１０を取り出す。
上記した説明では、キャビティ２３の全域に渡り電磁石である磁石２４、２５を配置し、磁石２４、２５に逐次的に電流を供給して励磁することで、磁性体粉を含む樹脂１２を良好に流動させていたが、他の方法で磁界を発生させることで樹脂１２を流動させても良い。
例えば、図４（Ａ）に示した曲折部１３、１４の近傍のみに、電磁石または永久磁石である磁石２４、２５を配置することで、曲折部１３、１４近傍のキャビティ２３における樹脂１２の流動性を高めるようにしても良い。
更に、キャビティ２３の中心部から周辺部に向かって、永久磁石である磁石２４、２５を移動させることで、移動する磁石２４、２５の磁力で、磁性体粉を含む樹脂１２を周辺部に向かって良好に流動させることも出来る。
図５を参照して、他の形態に係る成形方法を説明する。図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、他の形態に係る成形方法を順次示す断面図である。ここでは、キャビティ２３の内部に樹脂１２を充填する際に、磁界により樹脂１２の流動を制御することで、キャビティ２３の内部に於ける強化繊維シート１１の形状を矯正している。
図５（Ａ）を参照して、成形金型２０のキャビティ２３に強化繊維シート１１を収納させると、強化繊維シート１１の形状追従性が十分でないことから、曲折部１３、１４で強化繊維シート１１の位置に偏りが生じる。具体的には、曲折部１３では、キャビティ２３の下方部分に強化繊維シート１１が偏在する。また、曲折部１４では、キャビティ２３の上方部分に強化繊維シート１１が偏在する。よって、このままの状態で曲折部１３、１４にて樹脂１２の充填および硬化を行うと、強化繊維シート１１が偏在することに起因して、製造される繊維強化複合材料１０の強度が低下してしまう恐れがある。ここでは、磁石２４、２５から発生する磁力を用いて、磁性体粉が含まれた樹脂１２を所定方向に流動させることで、キャビティ２３の内部に於ける強化繊維シート１１の偏在を矯正している。
具体的には、ここでは図示しない注入口２８から注入された樹脂１２が曲折部１３の近傍まで充填されたら、曲折部１３の直近外側（紙面上にて右方）に配置された磁石２４を励磁させることで磁界を発生させ、磁性体粉を含む樹脂１２を、キャビティ２３内部に於いて外側（紙面上にて右方）に向かって流動させる。このようにすることで、曲折部１３の近傍に於いて、樹脂１２の流動に伴い、強化繊維シート１１を外側（紙面上に於ける右方側）に向かって移動させようとする力が作用し、強化繊維シート１１は曲折部１３の曲折形状に応じた形状となる。同時に、曲折部１３の近傍に於いて、強化繊維シート１１に樹脂１２が含浸される。この際、下金型２２の磁石２５は、励磁されない状態であっても良い。
図５（Ｂ）を参照して、次に、曲折部１４の下方および内側（紙面上における左方）に配置された磁石２５を励磁することで、磁性体粉を含む樹脂１２を下方に向かって流動させる。このようにすることで、曲折部１４の近傍に於いて、樹脂１２の流動に伴い、強化繊維シート１１を左斜め下方に向かって移動させようとする力が作用し、強化繊維シート１１は曲折部１４の曲折形状に応じた形状となる。同時に、曲折部１４の近傍に於いて、強化繊維シート１１に樹脂１２が含浸される。この際、上金型２１の磁石２４は、励磁されない状態であっても良い。
図５（Ｃ）を参照して、最後に、成形金型２０の周辺部に配置された磁石２４、２５を励磁することで磁界を発生させ、樹脂１２をキャビティ２３の周辺端部まで行き渡らせる。
上記工程が終了した後は、樹脂１２を硬化させる硬化処理を行った後に、成形金型２０から図１に示す繊維強化複合材料１０を取り出す。
上記した製造方法によれば、磁石２４、２５から発生する磁界を制御することで、キャビティ２３の内部形状に強化繊維シート１１を追従するように変形させることができる。よって、繊維強化複合材料１０の内部に於ける強化繊維シート１１の位置が適正化され、繊維強化複合材料１０の強度を向上することができる。
図６（Ａ）は他の形態に係る成形方法を示す断面図であり、図６（Ｂ）はその断面拡大図である。ここでは、下金型２２および下金型２２の両方から、キャビティ２３に組成が異なる樹脂を注入している。
図６（Ａ）を参照して、ここで使用する成形金型２０は、上記と同様に上金型２１および下金型２２から成る。成形金型２０には、キャビティ２３に樹脂を注入するための複数の注入口２８等が形成されている。具体的には、上金型２１の中心部に注入口２８が形成され、下金型２２の周辺部に２つの注入口３０、３１が形成されている。後述するように、注入口２８（第１注入口）からは磁性体粉を含む樹脂３２が注入され、注入口３０、３１（第２注入口）からは磁性体粉以外の添加粉末を含む樹脂３３が注入される。
図６（Ｂ）を参照して、上金型２１に形成された注入口２８から、樹脂３２がキャビティ２３に注入される。樹脂３２には磁性体粉が添加されているので、成形金型２０に内蔵された磁石２４、２５から発生する磁界により、樹脂３２はキャビティ２３の周辺部に向かって良好に流動する。
一方、下金型２２の周辺部に配置された注入口３１からは、セラミック粉、アルミナ粉、ガラス粉などの添加粉末を含む樹脂３３が、キャビティ２３に注入される。注入口３１から注入された樹脂３３は、キャビティ２３の周辺部に充填される。添加粉末を含む樹脂３３をキャビティ２３の周辺部に充填することで、製造される繊維強化複合材料１０の表面に、添加粉末を含むことによる微細な凹凸表面が形成さる。よって、接着剤を用いて繊維強化複合材料１０と他部材とを接合する際に、繊維強化複合材料１０の凹凸表面に接着剤を塗布することで、接着剤と凹凸表面との間でアンカー効果が生じ、繊維強化複合材料１０と他部材との接合強度を向上することができる。
上記した多点注入法においてエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いた場合は、注入時の粘度は比較的小さいが、ポリプロピレン（ＰＰ）など熱可塑性樹脂を用いた場合は、注入時の樹脂の粘度が高いためにウェルドライン合流部位が発生しやすい。ウェルドライン周辺では機械的強度が低下する恐れがあり、外観品質にも影響を与える。ウェルドラインの位置を制御する手法として、樹脂３２と樹脂３３の注入タイミングを制御することで、比較的大きな外力が作用する箇所以外にウェルドラインを形成することができる。
更に本形態では、中央から注入される樹脂３２と、周辺部から注入される樹脂３３が合流する合流部位において、磁石２４，２５で合流部位の樹脂を流動させることでウェルドラインの発生を抑制することが出来る。これにより、合流部位の機械的強度の低下及び外観品質の低下を抑制することが出来る。
上記した注入工程が終了した後は、加熱処理を行うなどしてキャビティ２３の内部で強化繊維シート１１に含浸された樹脂３２、３３を硬化させ、上金型２１と下金型２２とを離型させた後に、図１に示す繊維強化複合材料１０を取り出す。
以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
１０ 繊維強化複合材料
１１ 強化繊維シート
１２ 樹脂
１３ 曲折部
１４ 曲折部
２０ 成形金型
２１ 上金型
２２ 下金型
２３ キャビティ
２４ 磁石
２５ 磁石
２８ 注入口
３０ 注入口
３１ 注入口
３２ 樹脂
３３ 樹脂

Claims (4)

  1. 強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、
    成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、
    前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、
    前記成形工程では、磁性体粉が添加された前記樹脂を前記キャビティに注入し、前記キャビティの内壁に沿って注入口から周辺部に向かって前記成形金型内に逐次配列された磁石に対し逐次磁界を発生させる、または、前記キャビティの内壁に沿って移動可能に配置された磁石を注入口方向から周辺部方向に向かって移動させることで磁界を発生させることで、前記磁性体粉が添加された前記樹脂を流動させることを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法。
  2. 前記磁性体粉が含まれる前記樹脂が、前記強化繊維シートが曲折成形される部位に向かって流動するように、前記磁界を発生させることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化複合材料の製造方法。
  3. 前記磁界は、前記成形金型に備えられた電磁石で発生させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の繊維強化複合材料の製造方法。
  4. 強化繊維シートに樹脂を含浸して硬化させることで繊維強化複合材料を成形する繊維強化複合材料の製造方法であり、
    成形金型のキャビティに前記強化繊維シートを収納する収納工程と、
    前記成形金型の前記キャビティに前記樹脂を注入することで前記強化繊維シートに前記樹脂を含浸させ、前記樹脂を硬化させる成形工程と、を具備し、
    前記成形工程では、磁性体粉が添加された前記樹脂を前記キャビティに注入し、前記キャビティで磁界を発生させることで、前記磁性体粉が添加された前記樹脂を流動させ、
    前記成形金型には、第１注入口および第２注入口が形成され、
    前記磁性体粉が含まれる前記樹脂は、前記第１注入口から前記キャビティに注入され、
    前記磁性体粉とは異なる材料から成る添加粉末が含まれる前記樹脂は、前記第２注入口から前記キャビティに注入されることを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法。
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