JP7426282B2

JP7426282B2 - impregnation container

Info

Publication number: JP7426282B2
Application number: JP2020075467A
Authority: JP
Inventors: 大地宮田; 鉄兵鈴木; 駿人川原田
Original assignee: 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2040-04-21
Also published as: JP2021171947A

Description

本発明は、含浸液に対しての被含浸物の含浸条件の評価を安定、かつ、高い信頼性で得ることができる含浸容器に関する。 The present invention relates to an impregnating container that allows stable and highly reliable evaluation of the impregnating conditions of an object to be impregnated with respect to an impregnating liquid.

生産性の高い繊維強化複合材料の成形法として、ＲＴＭ（ＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｌｄｉｎｇ）成形法が知られている。ＲＴＭ成形法は、炭素繊維やガラス繊維等のシート状の繊維強化基材（被含浸物）を成形型内に配置して型締めし、該型内に樹脂を供給して繊維強化基材に樹脂を含浸させた後、該樹脂を硬化させて成形する方法である。ＲＴＭ成形法は、短いサイクルでの連続生産による大量部品の製造方法として期待される。 RTM (Resin Transfer Molding) is known as a highly productive method for molding fiber-reinforced composite materials. In the RTM molding method, a sheet-shaped fiber-reinforced base material (substance to be impregnated) such as carbon fiber or glass fiber is placed in a mold, the mold is clamped, and a resin is supplied into the mold to form the fiber-reinforced base material. This is a method in which the resin is impregnated and then cured and molded. The RTM molding method is expected to be a method for manufacturing large quantities of parts through continuous production in short cycles.

ＲＴＭ法によって安定した品質の成形体を短いサイクルで製造するためには、含浸速度を高くすることが求められる。そのためには、樹脂の供給条件、被含浸物の繊維束の太さや織物の仕様、積層方法等の条件を実験により事前に定める必要があるが、この実験をＲＴＭ大型設備（注入機や金型）にて行い、成形状態を評価することは時間、コストがかかり煩雑である。そのため、被含浸物への樹脂の含浸性を簡易的に評価する方法が提案されている。 In order to produce molded bodies of stable quality in a short cycle by the RTM method, it is required to increase the impregnation rate. To do this, it is necessary to determine in advance the resin supply conditions, the thickness of the fiber bundle of the material to be impregnated, the specifications of the fabric, the lamination method, etc., through experiments. ) to evaluate the molding state is time consuming, costly, and complicated. Therefore, a method has been proposed for simply evaluating the impregnability of a resin into an object to be impregnated.

特許文献１には、被含浸物が収容される中空部を形成する上蓋部とステージ部とを備えた本体部を設け、上蓋部とステージ部とに、同一形状の貫通孔を設けた含浸試験装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an impregnation test in which a main body is provided with an upper lid and a stage that form a hollow portion in which an object to be impregnated is accommodated, and through holes of the same shape are provided in the upper lid and the stage. An apparatus is disclosed.

特開２０１８－１４６３９２号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-146392

しかしながら、従来の含浸試験装置において用いられる本体部（含浸容器）は、上蓋部及びステージ部に同一形状の貫通孔を設けて含浸液の整流化を行っているものの、被含浸物によっては、被含浸物の面方向に対して含浸液の不均一が生じる場合がある。すなわち、被含浸物の厚さ方向に対する含浸の度合いが不均一になる場合がある。この含浸の不均一は、被含浸物が繊維の編み物であり編み方によって被含浸液の流れが不規則になるものと考えられる。したがって、被含浸物の繊維の編み方によっては含浸の不均一が生じてしまい、含浸液に対しての被含浸物の含浸条件の評価が不安定になり、信頼性が悪くなるという課題があった。 However, although the main body (impregnation container) used in conventional impregnation test equipment has through-holes of the same shape in the upper lid and the stage to rectify the flow of the impregnating liquid, depending on the object to be impregnated, Non-uniformity of the impregnating liquid may occur in the surface direction of the impregnated object. That is, the degree of impregnation in the thickness direction of the object to be impregnated may become uneven. This non-uniform impregnation is thought to be due to the fact that the object to be impregnated is a knitted fabric of fibers, and the flow of the liquid to be impregnated becomes irregular depending on the weaving method. Therefore, depending on the weaving method of the fibers of the object to be impregnated, non-uniform impregnation may occur, making it unstable to evaluate the impregnating conditions of the object with respect to the impregnating liquid, resulting in poor reliability. Ta.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、含浸液に対しての被含浸物の含浸条件の評価を安定、かつ、高い信頼性で得ることができる含浸容器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an impregnating container that allows stable and highly reliable evaluation of the impregnating conditions of an object to be impregnated with respect to an impregnating liquid. The purpose is to

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、含浸液に対してのシート状の被含浸物の含浸性の評価に用いられ、前記被含浸物を中空部に閉じ込め前記含浸液を前記中空部に供給して前記被含浸物に含浸させる含浸容器であって、前記中空部の下側凹部を形成し、下部に設けられた導入孔から前記含浸液を前記中空部に導入する下型部と、前記中空部の上側凹部を形成し、上部に設けられた導出孔から、前記中空部からの前記含浸液を導出する上型部とを備え、前記下側凹部と前記上側凹部とが向かい合って前記下型部と前記上型部とが結合することによって前記中空部を形成し、前記下型部は、前記下側凹部の底面を形成するとともに、前記被含浸物の下部表面に対して垂直方向で前記被含浸物の下部表面全体に広がって形成された複数の下部貫通孔を有した下部整流部を有し、前記上型部は、前記上側凹部の底面を形成するとともに、前記被含浸物の上部表面に対して垂直方向で前記被含浸物の上部表面全体に広がって形成された複数の上部貫通孔を有した上部整流部を有し、前記上部整流部の上部貫通孔は、前記上側凹部の中心から周縁に向けて順次、半径方向の孔径を大きく形成したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, the present invention is used to evaluate the impregnability of a sheet-like object to be impregnated with an impregnating liquid, and the object to be impregnated is confined in a hollow part and the impregnating liquid is An impregnation container for supplying liquid to the hollow part to impregnate the object to be impregnated, wherein a lower recess is formed in the hollow part, and the impregnating liquid is introduced into the hollow part from an introduction hole provided at a lower part. a lower mold part; and an upper mold part that forms an upper recess of the hollow part and leads out the impregnating liquid from the hollow part from a lead-out hole provided in the upper part, the lower mold part and the upper recess. The lower mold part and the upper mold part are combined with each other to face each other to form the hollow part, and the lower mold part forms the bottom surface of the lower concave part and the lower surface of the object to be impregnated. a lower rectifying section having a plurality of lower through holes formed to extend over the entire lower surface of the object to be impregnated in a direction perpendicular to the object; , an upper rectifying section having a plurality of upper through holes formed to extend across the entire upper surface of the object to be impregnated in a direction perpendicular to the upper surface of the object to be impregnated; The hole is characterized in that the diameter of the hole in the radial direction increases sequentially from the center of the upper recess toward the periphery.

また、本発明は、上記の発明において、前記下部整流部の下部貫通孔は、前記下側凹部の中心から周縁に向けて順次、半径方向の孔径を大きく形成したことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the lower through-hole of the lower rectifying section has a diameter increasing in the radial direction from the center of the lower recess toward the periphery.

また、本発明は、上記の発明において、前記上部貫通孔の半径方向の孔径は、向かい合う領域の下部貫通孔の半径方向の孔径よりも小さいことを特徴とする。 Further, in the above invention, the present invention is characterized in that the radial diameter of the upper through-hole is smaller than the radial diameter of the lower through-hole in the opposing region.

また、本発明は、上記の発明において、前記上部貫通孔の孔径は、上部に向かって小さく形成されることを特徴とする。 Further, in the above invention, the present invention is characterized in that the diameter of the upper through hole is formed to become smaller toward the upper part.

本発明によれば、含浸液に対しての被含浸物の含浸条件の評価を安定、かつ、高い信頼性で得ることができる。 According to the present invention, it is possible to stably and reliably evaluate the impregnating conditions of the object to be impregnated with respect to the impregnating liquid.

図１は、本実施の形態に係る含浸容器を含む含浸評価装置の概要構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the general configuration of an impregnation evaluation apparatus including an impregnation container according to the present embodiment. 図２は、含浸容器の詳細構成を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the detailed structure of the impregnation container. 図３は、図２に示した含浸容器のＡ－Ａ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the impregnation container shown in FIG. 図４は、変形例１にかかる上部貫通孔及び下部貫通孔の形状を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shapes of the upper through hole and the lower through hole according to the first modification. 図５は、変形例２にかかる上部貫通孔及び下部貫通孔の形状を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shapes of the upper through hole and the lower through hole according to the second modification. 図６は、変形例３にかかる上部貫通孔及び下部貫通孔の形状を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the shapes of the upper through hole and the lower through hole according to the third modification.

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る含浸容器について説明する。 Hereinafter, an impregnation container according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

＜概要構成＞
図１は、本実施の形態に係る含浸容器３を含む含浸評価装置１００の概要構成を示す模式図である。含浸評価装置１００は、含浸容器３の中空部Ｅ内に配置されたシート状の被含浸物１０に対する含浸条件、特に含浸係数を評価するものである。シート状の被含浸物１０は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の有機、無機繊維の織物や不織布、フェルト、マット等のシート状の繊維基材である。この被含浸物１０は、複数の被含浸物を積層されたものであってもよい。中空部Ｅに供給される含浸液Ｌは、例えば樹脂であり、ＲＴＭ成形法では、被含浸物１０に樹脂を含浸させた後に、樹脂を硬化させて成形するものである。ただし、含浸液Ｌは、評価のために繰り返しの使用を行うため、樹脂の粘度に近い油を用いている。この油を用いることによって装置のメンテナンスが容易になる。含浸評価装置１００は、含浸液Ｌである樹脂の供給条件、被含浸物１０の繊維束の太さや織物の仕様、積層方法等の条件を予め評価する装置であり、上記のように、被含浸物１０の厚さ方向に対する含浸係数を評価するものである。 <Summary structure>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a general configuration of an impregnation evaluation apparatus 100 including an impregnation container 3 according to the present embodiment. The impregnation evaluation apparatus 100 evaluates the impregnation conditions, particularly the impregnation coefficient, for the sheet-like object 10 placed in the hollow part E of the impregnation container 3. The sheet-like material to be impregnated 10 is a sheet-like fiber base material such as woven or nonwoven fabric, felt, or mat made of organic or inorganic fibers such as carbon fiber, glass fiber, or aramid fiber. The object to be impregnated 10 may be a stack of a plurality of objects to be impregnated. The impregnating liquid L supplied to the hollow part E is, for example, a resin, and in the RTM molding method, the object to be impregnated 10 is impregnated with the resin, and then the resin is cured and molded. However, since the impregnating liquid L is used repeatedly for evaluation, an oil having a viscosity close to that of the resin is used. Using this oil facilitates maintenance of the equipment. The impregnation evaluation device 100 is a device that evaluates in advance conditions such as the supply conditions of the resin that is the impregnating liquid L, the thickness of the fiber bundle and the specifications of the fabric of the object 10 to be impregnated, and the lamination method. The impregnation coefficient in the thickness direction of the object 10 is evaluated.

図１に示すように、含浸評価装置１００は、供給タンク１、ポンプ２、含浸容器３、貯留タンク４及び評価制御装置５を有する。供給タンク１とポンプ２との間、ポンプ２と含浸容器３との間、及び、含浸容器３と貯留タンク４との間は、それぞれ配管Ｌ１～Ｌ３で接続される。ポンプ２が駆動されると、供給タンク１内の含浸液Ｌが配管Ｌ１を介して吸い込まれ、配管Ｌ２を介して含浸容器３に含浸液Ｌが供給される。 As shown in FIG. 1, the impregnation evaluation device 100 includes a supply tank 1, a pump 2, an impregnation container 3, a storage tank 4, and an evaluation control device 5. The supply tank 1 and the pump 2, the pump 2 and the impregnation container 3, and the impregnation container 3 and the storage tank 4 are connected by pipes L1 to L3, respectively. When the pump 2 is driven, the impregnating liquid L in the supply tank 1 is sucked through the piping L1, and the impregnating liquid L is supplied to the impregnating container 3 through the piping L2.

含浸容器３には予め評価すべき被含浸物１０が中空部Ｅに配置され、配管Ｌ２を介して導入される含浸液Ｌが中空部Ｅに供給される。中空部Ｅに供給された含浸液Ｌは、被含浸物１０に含浸し、その後、配管Ｌ３を介して貯留タンク４に吐出される。供給タンク１には、含浸液Ｌの温度を検出する温度センサＳ０が設けられる。配管Ｌ２には、配管Ｌ２内の含浸液Ｌの圧力を検出する圧力センサＳ１、及び、含浸液Ｌの流量を検出する流量センサＳ２が設けられる。また、配管Ｌ３には、配管Ｌ３内の含浸液Ｌの圧力を検出する圧力センサＳ３が設けられる。評価制御装置５は、ポンプ２の起動、停止、流量制御などを行うとともに、温度センサＳ０が検出した温度Ｔ、圧力センサＳ１が検出した圧力Ｐ１、流量センサＳ２が検出した流量Ｑ、圧力センサＳ３が検出した圧力Ｐ２を取得する。評価制御装置５は、被含浸物１０の断面積Ａ、厚さｚを予め保持している。なお、評価制御装置５は、含浸液Ｌの物性データである温度と粘度との関係を用い、温度センサＳ０が検出した温度Ｔに対応する粘度ηを求める。 In the impregnation container 3, an object to be impregnated 10 to be evaluated in advance is arranged in a hollow part E, and an impregnating liquid L introduced through a pipe L2 is supplied to the hollow part E. The impregnating liquid L supplied to the hollow part E impregnates the object 10 to be impregnated, and is then discharged into the storage tank 4 via the pipe L3. The supply tank 1 is provided with a temperature sensor S0 that detects the temperature of the impregnating liquid L. The pipe L2 is provided with a pressure sensor S1 that detects the pressure of the impregnating liquid L in the pipe L2, and a flow rate sensor S2 that detects the flow rate of the impregnating liquid L. Further, the pipe L3 is provided with a pressure sensor S3 that detects the pressure of the impregnating liquid L in the pipe L3. The evaluation control device 5 starts, stops, and controls the flow rate of the pump 2, and also controls the temperature T detected by the temperature sensor S0, the pressure P1 detected by the pressure sensor S1, the flow rate Q detected by the flow rate sensor S2, and the pressure sensor S3. obtains the pressure P2 detected by. The evaluation control device 5 holds in advance the cross-sectional area A and the thickness z of the object 10 to be impregnated. Note that the evaluation control device 5 uses the relationship between temperature and viscosity, which is physical property data of the impregnating liquid L, to determine the viscosity η corresponding to the temperature T detected by the temperature sensor S0.

そして、評価制御装置５は、次式（１）に示すダルシーの法則をもとに、次式（２）により含浸係数ｋを算出する。
Ｑ＝－（Ａ・ｋ）／η・（ｄ（ΔＰ）／ｄｚ） …（１）
ｋ＝－（Ｑ／Ａ）・η・（ｄｚ／ｄ（ΔＰ）） …（２）
ここで、Ｑは、流量センサＳ２が検出した単位時間当たりの流量であり、ΔＰは、圧力センサＳ１が検出した圧力Ｐ１と圧力センサＳ３が検出した圧力Ｐ２との圧力差である。また、上記のように、Ａは被含浸物１０の断面積、ηは粘度である。 Then, the evaluation control device 5 calculates the impregnation coefficient k using the following equation (2) based on Darcy's law shown in the following equation (1).
Q=-(A・k)/η・(d(ΔP)/dz)…(1)
k=-(Q/A)・η・(dz/d(ΔP))…(2)
Here, Q is the flow rate per unit time detected by the flow rate sensor S2, and ΔP is the pressure difference between the pressure P1 detected by the pressure sensor S1 and the pressure P2 detected by the pressure sensor S3. Further, as described above, A is the cross-sectional area of the object to be impregnated 10, and η is the viscosity.

なお、評価制御装置５は、ポンプ２の制御と被含浸物１０への含浸性の評価とを行うようにしていたが、これに限らず、ポンプ２の制御を行うポンプ制御装置と、温度センサＳ０、圧力センサＳ１，Ｓ３、流量センサＳ２などの検出結果をもとに被含浸物１０への含浸性の評価を行う評価装置とを別体として構成してもよい。さらに、評価装置に替えて、温度センサＳ０、圧力センサＳ１，Ｓ３、流量センサＳ２などの検出結果を記録するデータロガーを配置し、このデータロガーが記録したデータをもとに、後刻、被含浸物１０への含浸性の評価を行うようにしてもよい。 Although the evaluation control device 5 was configured to control the pump 2 and evaluate the impregnating property of the object 10 to be impregnated, the present invention is not limited to this. An evaluation device that evaluates the impregnability of the object to be impregnated 10 based on the detection results of S0, pressure sensors S1, S3, flow rate sensor S2, etc. may be configured separately. Furthermore, instead of the evaluation device, a data logger is installed to record the detection results of temperature sensor S0, pressure sensors S1, S3, flow rate sensor S2, etc., and based on the data recorded by this data logger, the The impregnability of the product 10 may also be evaluated.

＜含浸容器の構成＞
図２は、含浸容器３の詳細構成を示す断面図である。また、図３は、図２に示した含浸容器３のＡ－Ａ線断面図である。図２に示すように、含浸容器３は、下型部２０と上型部３０とを有する。下型部２０は、被含浸物１０が配置される中空部Ｅの下側凹部２２ａを形成し、下部（－Ｚ方向）に設けられた導入孔２０ａから含浸液Ｌを中空部Ｅに導入する。上型部３０は、中空部Ｅの上側凹部３２ａを形成し、上部（＋Ｚ方向）に設けられた導出孔３０ａから、中空部Ｅからの含浸液Ｌを導出する。中空部Ｅは、下側凹部２２ａと上側凹部３２ａとがＺ方向で向かい合って下型部２０と上型部３０とが結合することによって形成される。 <Structure of impregnation container>
FIG. 2 is a sectional view showing the detailed structure of the impregnating container 3. As shown in FIG. Further, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the impregnation container 3 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the impregnation container 3 has a lower mold part 20 and an upper mold part 30. The lower mold part 20 forms a lower recess 22a of the hollow part E in which the object to be impregnated 10 is arranged, and introduces the impregnating liquid L into the hollow part E from the introduction hole 20a provided at the lower part (-Z direction). . The upper mold part 30 forms an upper recess 32a of the hollow part E, and leads out the impregnating liquid L from the hollow part E through a lead-out hole 30a provided in the upper part (+Z direction). The hollow part E is formed by joining the lower mold part 20 and the upper mold part 30 with the lower recess 22a and the upper recess 32a facing each other in the Z direction.

下型部２０は、下側凹部２２ａの底面を形成するとともに、被含浸物１０の下部表面に対して垂直方向で被含浸物１０の下部表面全体に広がって形成された複数の下部貫通孔２３を有した下部整流部２２を有する。また、上型部３０は、上側凹部３２ａの底面を形成するとともに、被含浸物１０の上部表面に対して垂直方向で被含浸物１０の上部表面全体に広がって形成された複数の上部貫通孔３３を有した上部整流部３２を有する。すなわち、下部貫通孔２３及び上部貫通孔３３は、被含浸物１０の厚さ方向（Ｚ方向）に向けて形成される。 The lower mold part 20 forms the bottom surface of the lower recess 22a, and has a plurality of lower through holes 23 formed to extend over the entire lower surface of the object to be impregnated 10 in a direction perpendicular to the lower surface of the object to be impregnated. The lower rectifying section 22 has a lower rectifying section 22. Further, the upper mold part 30 forms the bottom surface of the upper recess 32a, and also has a plurality of upper through holes formed to extend over the entire upper surface of the object to be impregnated 10 in a direction perpendicular to the upper surface of the object to be impregnated. The upper rectifying section 32 has an upper rectifying section 33. That is, the lower through hole 23 and the upper through hole 33 are formed toward the thickness direction (Z direction) of the object to be impregnated 10.

下型部２０の導入孔２０ａは、配管Ｌ２に接続され、上型部３０の導出孔３０ａは、配管Ｌ３に接続される。導入孔２０ａと下部整流部２２との間には、下部整流部２２側に向けて広がるテーパ形状の空間Ｅ１が形成され、導入した含浸液Ｌは下部整流部２２の下部貫通孔２３側に向けて流れる。一方、導出孔３０ａと上部整流部３２との間には、上部整流部３２側に向けて広がるテーパ形状の空間Ｅ２が形成され、上部貫通孔３３から流出した含浸液Ｌは、導出孔３０ａに向けて集められる。 The introduction hole 20a of the lower mold part 20 is connected to the pipe L2, and the lead-out hole 30a of the upper mold part 30 is connected to the pipe L3. A tapered space E1 is formed between the introduction hole 20a and the lower rectifier 22, and the space E1 is tapered toward the lower rectifier 22, and the introduced impregnating liquid L is directed toward the lower through-hole 23 of the lower rectifier 22. It flows. On the other hand, a tapered space E2 is formed between the outlet hole 30a and the upper rectifier 32, and the space E2 is tapered toward the upper rectifier 32, and the impregnating liquid L flowing out from the upper through-hole 33 flows into the outlet hole 30a. be gathered towards

下部整流部２２は、下型部２０の下型本体部２１に対し、シール１３を介して接続される。同様に、上部整流部３２は、上型部３０の上型本体部３１に対し、シール１４を介して接続される。また、下部整流部２２と上部整流部３２とは、位置決め突起１１を介してそれぞれが位置決めされて中空部Ｅを形成するとともに、シール１２を介して接続される。 The lower rectifying section 22 is connected to the lower mold main body section 21 of the lower mold section 20 via a seal 13 . Similarly, the upper rectifying section 32 is connected to the upper die body section 31 of the upper die section 30 via the seal 14. Further, the lower rectifying section 22 and the upper rectifying section 32 are each positioned via the positioning protrusion 11 to form a hollow section E, and are connected via the seal 12.

含浸容器３の周縁には、Ｚ方向に貫かれた貫通孔４３が形成され、貫通孔４３にボルト４０が挿入され、ナット４１を介して下型部２０と上型部３０とが位置決めされつつボルト締めされる。これにより、下型部２０と上型部３０との結合状態が維持される。 A through hole 43 is formed in the periphery of the impregnating container 3 in the Z direction, and a bolt 40 is inserted into the through hole 43, and the lower mold part 20 and the upper mold part 30 are positioned through nuts 41. Bolted. Thereby, the bonded state between the lower mold part 20 and the upper mold part 30 is maintained.

図２及び図３に示すように、上部貫通孔３３は、上側凹部３２ａ（中空部Ｅ）の中心軸Ｃから、周縁Ｅｄに向けて順次、半径方向ＡＲの孔径を大きくするように形成される。同様に、下部貫通孔２３は、中心軸Ｃから、周縁Ｅｄに向けて順次、半径方向ＡＲの孔径を大きくするように形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the upper through hole 33 is formed so that the hole diameter in the radial direction AR increases sequentially from the central axis C of the upper recess 32a (hollow portion E) toward the peripheral edge Ed. . Similarly, the lower through-hole 23 is formed so that the hole diameter in the radial direction AR gradually increases from the central axis C toward the peripheral edge Ed.

上部貫通孔３３及び下部貫通孔２３は、容易な穴形成とするため、中心軸Ｃ側を円形孔にし、周縁Ｅｄ側を長孔にしている。なお、図３に示した上部貫通孔３３では、周方向の孔径も半径方向ＡＲに向けて大きくするようにしている。図３に示した上部貫通孔３３では、周縁Ｅｄ側の上部貫通孔３３間に穴が形成されていないが、この隙間を埋めるように、上部貫通孔３３及び下部貫通孔２３は、半径方向ＡＲに向けて孔径を大きくした貫通孔を設ける。なお、上部貫通孔３３及び下部貫通孔２３の孔パターンは同一としている。 In order to easily form the upper through hole 33 and the lower through hole 23, the central axis C side is a circular hole, and the peripheral edge Ed side is a long hole. In the upper through-hole 33 shown in FIG. 3, the hole diameter in the circumferential direction is also made larger in the radial direction AR. In the upper through-holes 33 shown in FIG. 3, no hole is formed between the upper through-holes 33 on the peripheral edge Ed side, but the upper through-holes 33 and the lower through-holes 23 are arranged in the radial direction AR so as to fill this gap. Provide a through hole with a larger hole diameter toward. Note that the hole patterns of the upper through hole 33 and the lower through hole 23 are the same.

本実施の形態では、下部貫通孔２３の中心軸Ｃ側は、周縁Ｅｄ側に比べて、孔径が小さいため、導入される含浸液Ｌの圧損が大きく、下部貫通孔２３の周縁Ｅｄ側は、中心軸Ｃ側に比べて、孔径が大きいため、導入される含浸液のＬの圧損が小さい。このため、導入孔２０ａから導入された含浸液Ｌは、周縁Ｅｄ側に広がって、被含浸物１０の下部表面全体に均一な流量で供給される。同様に、上部貫通孔３３の中心軸Ｃ側は、周縁Ｅｄ側に比べて、孔径が小さいため、導入される含浸液Ｌの圧損が大きく、上部貫通孔３３の周縁Ｅｄ側は、中心軸Ｃ側に比べて、孔径が大きいため、導入される含浸液のＬの圧損が小さい。このため、中空部Ｅから導出される含浸液Ｌは、周縁Ｅｄ側に広がり、被含浸物１０の上部表面全体から均一な流量で導出される。したがって、中空部Ｅの被含浸物１０の面方向には均一な流量及び速度の含浸液Ｌが供給され、かつ、被含浸物１０の面方向に対して均一な流量及び速度の含浸液Ｌが流出され、被含浸物１０の厚さ方向（Ｚ方向）に対する含浸液Ｌの含浸を均一化することができ、安定し、かつ、信頼性の高い含浸係数ｋを得ることができる。 In this embodiment, since the hole diameter on the central axis C side of the lower through hole 23 is smaller than that on the peripheral edge Ed side, the pressure loss of the introduced impregnating liquid L is large. Since the hole diameter is larger than that on the central axis C side, the pressure drop of the impregnating liquid L introduced is small. Therefore, the impregnating liquid L introduced from the introduction hole 20a spreads toward the peripheral edge Ed and is supplied to the entire lower surface of the object to be impregnated 10 at a uniform flow rate. Similarly, the center axis C side of the upper through hole 33 has a smaller hole diameter than the peripheral edge Ed side, so the pressure loss of the introduced impregnating liquid L is larger. Since the pore diameter is larger than that on the side, the pressure drop of L of the impregnating liquid introduced is small. Therefore, the impregnating liquid L drawn out from the hollow portion E spreads toward the peripheral edge Ed side and is drawn out from the entire upper surface of the object to be impregnated 10 at a uniform flow rate. Therefore, the impregnating liquid L is supplied at a uniform flow rate and speed in the surface direction of the object 10 to be impregnated in the hollow part E, and the impregnating liquid L is supplied at a uniform flow rate and speed in the surface direction of the object 10 to be impregnated. It is possible to uniformly impregnate the impregnating liquid L in the thickness direction (Z direction) of the object 10 to be impregnated by flowing out, and it is possible to obtain a stable and reliable impregnating coefficient k.

なお、上記の実施の形態では、筐体の側面まで延びる上部整流部３２及び下部整流部２２にそれぞれ上部貫通孔３３及び下部貫通孔２３を設けていたが、上部貫通孔３３及び下部貫通孔２３が形成される領域のみの上部整流部及び下部整流部を、それぞれ上型部３０及び下型部２０に嵌め込むように形成してもよい。 In addition, in the above embodiment, the upper through hole 33 and the lower through hole 23 were provided in the upper rectifying part 32 and the lower rectifying part 22, respectively, which extend to the side surface of the casing. The upper rectifying part and the lower rectifying part only in the region where the curvature is formed may be formed so as to fit into the upper mold part 30 and the lower mold part 20, respectively.

＜変形例１＞
図４は、変形例１にかかる上部貫通孔及び下部貫通孔の形状を示す断面図である。図４に示すように、変形例１では、実施の形態に対して、下部貫通孔２３に対応する下部貫通孔２３ａを半径方向ＡＲに向けて同一の孔径とし、面的に均一に分散配置している。 <Modification 1>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shapes of the upper through hole and the lower through hole according to the first modification. As shown in FIG. 4, in the first modification, the lower through holes 23a corresponding to the lower through holes 23 are made to have the same hole diameter in the radial direction AR, and are uniformly distributed over the surface. ing.

したがって、変形例１では、下部貫通孔２３ａの中心軸Ｃ側に流入する含浸液Ｌの流量及び速度が、周縁Ｅｄ側よりも大きくなる。しかし、上部貫通孔３３は、中心軸Ｃから周縁Ｅｄに向けて順次、半径方向ＡＲの孔径を大きく形成しているので、中空部Ｅにおいて、中心軸Ｃ側に流入した含浸液Ｌは、半径方向ＡＲに向けて移動するため、結果的に、含浸液Ｌは、被含浸物１０の面方向に対して均一な流量及び速度をもって供給されることになる。 Therefore, in Modification 1, the flow rate and speed of the impregnating liquid L flowing into the central axis C side of the lower through hole 23a are larger than that on the peripheral edge Ed side. However, since the upper through-hole 33 has a larger hole diameter in the radial direction AR from the central axis C toward the peripheral edge Ed, the impregnating liquid L flowing toward the central axis C side in the hollow part E is radially Since the impregnating liquid L moves in the direction AR, the impregnating liquid L is eventually supplied at a uniform flow rate and speed in the surface direction of the object 10 to be impregnated.

＜変形例２＞
図５は、変形例２にかかる上部貫通孔及び下部貫通孔の形状を示す断面図である。図５に示すように、変形例２では、実施の形態に対して、上部貫通孔３３に対応する上部貫通孔３３ａの孔径を、上部（＋Ｚ方向）に向けて小さくなるように形成している。下部貫通孔２３は、実施の形態と同じである。 <Modification 2>
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shapes of the upper through hole and the lower through hole according to the second modification. As shown in FIG. 5, in Modification 2, compared to the embodiment, the diameter of the upper through hole 33a corresponding to the upper through hole 33 is formed to become smaller toward the upper side (+Z direction). . The lower through hole 23 is the same as in the embodiment.

したがって、上部貫通孔３３ａ及び下部貫通孔２３は、半径方向ＡＲに対して均一な圧損をもつものの、上部貫通孔３３ａの全体の圧損は、下部貫通孔２３の全体圧損に対して大きくなる。このため、中空部Ｅには、含浸液Ｌが滞留しやすくなり、中空部Ｅが含浸液Ｌに対するバッファ的な作用を生じさせ、さらに上部貫通孔３３ａから流出する含浸液Ｌの流量及び速度が半径方向ＡＲに対して均一化する。 Therefore, although the upper through hole 33a and the lower through hole 23 have a uniform pressure loss in the radial direction AR, the entire pressure loss of the upper through hole 33a is larger than the entire pressure loss of the lower through hole 23. Therefore, the impregnating liquid L tends to stay in the hollow part E, the hollow part E produces a buffer-like effect on the impregnating liquid L, and furthermore, the flow rate and speed of the impregnating liquid L flowing out from the upper through hole 33a are reduced. It is made uniform in the radial direction AR.

なお、図５では、上部貫通孔３３ａをテーパ状に形成しているが、上部貫通孔３３ａの孔径が上部（＋Ｚ方向）に向けて小さくなっていればよく、孔径は直線的に減少しなくてもよい。 In addition, in FIG. 5, the upper through hole 33a is formed in a tapered shape, but the hole diameter of the upper through hole 33a only needs to become smaller toward the top (+Z direction), and the hole diameter does not decrease linearly. It's okay.

＜変形例３＞
図６は、変形例３にかかる上部貫通孔及び下部貫通孔の形状を示す断面図である。図６に示すように、変形例３では、実施の形態に対して、下部貫通孔２３に対応する下部貫通孔２３ｂの半径方向ＡＲの孔径を、向かい合う領域の上部貫通孔３３の半径方向ＡＲの孔径よりも大きくしている。 <Modification 3>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the shapes of the upper through hole and the lower through hole according to the third modification. As shown in FIG. 6, in the third modification, the hole diameter in the radial direction AR of the lower through hole 23b corresponding to the lower through hole 23 is changed in the radial direction AR of the upper through hole 33 in the opposing region. It is made larger than the pore diameter.

したがって、上部貫通孔３３及び下部貫通孔２３ｂは、半径方向ＡＲに対して均一な圧損をもつものの、上部貫通孔３３の全体の圧損は、下部貫通孔２３ｂの全体圧損に対して大きくなる。このため、中空部Ｅには、含浸液Ｌが滞留しやすくなり、上部貫通孔３３から流出する含浸液Ｌの流量及び速度が半径方向ＡＲに対して均一化する。 Therefore, although the upper through hole 33 and the lower through hole 23b have a uniform pressure loss in the radial direction AR, the entire pressure loss of the upper through hole 33 is larger than the entire pressure loss of the lower through hole 23b. Therefore, the impregnating liquid L tends to stay in the hollow part E, and the flow rate and speed of the impregnating liquid L flowing out from the upper through hole 33 are made uniform in the radial direction AR.

なお、図６では、下部貫通孔２３ｂの半径方向ＡＲの孔径を、向かい合う領域の上部貫通孔３３の半径方向ＡＲの孔径よりも大きくしているが、逆に、上部貫通孔３３の半径方向ＡＲの孔径を、向かい合う領域の下部貫通孔２３の半径方向ＡＲの孔径よりも小さくするようにしてもよい。 Note that in FIG. 6, the hole diameter in the radial direction AR of the lower through hole 23b is made larger than the hole diameter in the radial direction AR of the upper through hole 33 in the opposing region; The hole diameter may be made smaller than the hole diameter in the radial direction AR of the lower through hole 23 in the opposing region.

また、上記の実施の形態及び変形例で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。 Moreover, each structure illustrated in the above-described embodiments and modified examples is functionally schematic, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the form of dispersion/integration of each device is not limited to the one shown in the diagram, but all or part of it can be functionally or physically distributed/integrated in arbitrary units depending on various loads and usage conditions. Can be configured.

本発明の含浸容器は、含浸液に対しての被含浸物の含浸条件の評価を安定、かつ、高い信頼性で得る場合に有用である。 The impregnating container of the present invention is useful for obtaining stable and highly reliable evaluation of the impregnating conditions of the object to be impregnated with respect to the impregnating liquid.

１供給タンク
２ポンプ
３含浸容器
４貯留タンク
５評価制御装置
１０被含浸物
１１位置決め突起
１２～１４シール
２０下型部
２０ａ導入孔
２１下型本体部
２２下部整流部
２２ａ下側凹部
２３，２３ａ，２３ｂ下部貫通孔
３０上型部
３０ａ導出孔
３１上型本体部
３２上部整流部
３２ａ上側凹部
３３，３３ａ上部貫通孔
４０ボルト
４１ナット
４３貫通孔
１００含浸評価装置
ＡＲ半径方向
Ｃ中心軸
Ｅ中空部
Ｅ１，Ｅ２空間
Ｅｄ周縁
Ｌ含浸液
Ｌ１～Ｌ３配管
Ｓ０温度センサ
Ｓ１，Ｓ３圧力センサ
Ｓ２流量センサ 1 Supply tank 2 Pump 3 Impregnation container 4 Storage tank 5 Evaluation control device 10 Object to be impregnated 11 Positioning protrusion 12 to 14 Seal 20 Lower mold part 20a Introduction hole 21 Lower mold main body part 22 Lower rectifying part 22a Lower recess 23, 23a, 23b Lower through hole 30 Upper mold part 30a Leading hole 31 Upper mold body part 32 Upper rectifying part 32a Upper recessed part 33, 33a Upper through hole 40 Bolt 41 Nut 43 Through hole 100 Impregnation evaluation device AR Radial direction C Central axis E Hollow part E1 , E2 Space Ed Periphery L Impregnation liquid L1 to L3 Piping S0 Temperature sensor S1, S3 Pressure sensor S2 Flow rate sensor

Claims

含浸液に対してのシート状の被含浸物の含浸性の評価に用いられ、前記被含浸物を中空部に閉じ込め前記含浸液を前記中空部に供給して前記被含浸物に含浸させる含浸容器であって、
前記中空部の下側凹部を形成し、下部に設けられた導入孔から前記含浸液を前記中空部に導入する下型部と、前記中空部の上側凹部を形成し、上部に設けられた導出孔から、前記中空部からの前記含浸液を導出する上型部とを備え、前記下側凹部と前記上側凹部とが向かい合って前記下型部と前記上型部とが結合することによって前記中空部を形成し、
前記下型部は、前記下側凹部の底面を形成するとともに、前記被含浸物の下部表面に対して垂直方向で前記被含浸物の下部表面全体に広がって形成された複数の下部貫通孔を有した下部整流部を有し、
前記上型部は、前記上側凹部の底面を形成するとともに、前記被含浸物の上部表面に対して垂直方向で前記被含浸物の上部表面全体に広がって形成された複数の上部貫通孔を有した上部整流部を有し、
前記上部整流部の上部貫通孔は、前記上側凹部の中心から周縁に向けて順次、半径方向の孔径を大きく形成したことを特徴とする含浸容器。 An impregnating container used to evaluate the impregnation property of a sheet-shaped object to an impregnating liquid, the object to be impregnated is confined in a hollow part, and the impregnating liquid is supplied to the hollow part to impregnate the object to be impregnated. And,
a lower mold part that forms a lower recess in the hollow part and introduces the impregnating liquid into the hollow part from an introduction hole provided at a lower part; an upper mold part that leads out the impregnating liquid from the hollow part from the hole, and the lower mold part and the upper mold part are combined with each other so that the lower mold part and the upper mold part face each other. forming a section;
The lower mold part forms a bottom surface of the lower recess and has a plurality of lower through-holes formed to extend over the entire lower surface of the object to be impregnated in a direction perpendicular to the lower surface of the object to be impregnated. having a lower rectifying section with
The upper mold part forms a bottom surface of the upper recess and has a plurality of upper through holes formed to extend over the entire upper surface of the object to be impregnated in a direction perpendicular to the upper surface of the object to be impregnated. It has an upper rectifying section,
The impregnating container is characterized in that the upper through-hole of the upper rectifying section has a radial hole diameter gradually increasing from the center of the upper recess toward the periphery.

前記下部整流部の下部貫通孔は、前記下側凹部の中心から周縁に向けて順次、半径方向の孔径を大きく形成したことを特徴とする請求項１に記載の含浸容器。 2. The impregnating container according to claim 1, wherein the lower through-hole of the lower rectifying section has a radial hole diameter gradually increasing from the center of the lower recess toward the periphery.

前記上部貫通孔の半径方向の孔径は、向かい合う領域の下部貫通孔の半径方向の孔径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の含浸容器。 The impregnating container according to claim 1 or 2, wherein the radial diameter of the upper through-hole is smaller than the radial diameter of the lower through-hole in the opposing region.

前記上部貫通孔の孔径は、上部に向かって小さく形成されることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の含浸容器。 The impregnating container according to any one of claims 1 to 3, wherein the diameter of the upper through-hole is formed to become smaller toward the upper part.