专利名称：赋型成型模以及使用其的预成型体及纤维增强塑料的制造方法
技术领域：
本发明涉及通过树脂传递成型法(以下有时也称为RTM成型法) 制造纤维增强塑料时所用的赋型成型模、以及使用其的预成型体及纤 维增强塑料的制造方法。更详细而言，涉及通过在一体化设置在赋型 成型模内的配管中流入热介质来加热赋型成型模，而能够不使用烘 箱，加热作为纤维增强塑料材料的增强纤维基材以及基质树脂，制造 预成型体及纤维增强塑料的树脂传递成型用赋型成型模，以及使用其 的预成型体及纤维增强塑料的制造方法。
背景技术：
构成航空器等运输设备的结构构件要求满足机械特性，同时还要 求轻质化和降低成本。其中，对航空器的结构构件轻质化的期望更为 迫切，为了实现机械特性和轻质化，也研究对主翼、尾翼、机身等一 次结构构件进行纤维增强塑料(以下有时也称为FRP)化。
作为上述FRP的代表性制造方法，已知有高压蚤成型法(autoclave molding)。高压釜成型中，作为FRP的材料，使用预先在增强纤维中 含浸基质树脂得到的预浸料(pre-preg),将预浸料层合在构件形状 的成型模中后，通过高压釜，用规定的温度及压力进行加热.加压，成 型FRP。此处所用的预浸料具有能高度控制增强纤维体积率Vf,能得 到力学特性优异的FRP的优点，但是存在下述问题预浸料本身是昂 贵的材料，高压釜设备非常昂贵等，导致成型成本高。特别是航空器 用结构构件由于部件的尺寸大，所以使用的高压釜也大，使得设备成 本格外高。
另一方面，作为能够降低成型成本的成型法，可以举出树脂传递
5成型法(以下有时也称为RTM: Resin Transfer Molding )等树脂注入 成型法。
树脂传递成型法是特征在于将层合体(以下称为预成型体)配置 在成型模中后，对基质树脂进行加压，使其注入.含浸在预成型体内， 使用烘箱等将基质树脂固化的FRP的成型法，所述层合体是将未含浸 基质树脂的增强纤维基材调整成成型的形状而得到的。
如上所述，由于树脂传递成型法使用未含浸基质树脂的干式增强 纤维基材，所以具有能降低材料成本的优点，进而由于不使用高压釜， 所以有能降低成型成本的优点。
其中，利用真空压注入基质树脂的树脂传递成型法(VaRTM: Vaccum Assisted Resin Transfer Molding )能用简单的i殳备成型，所以 作为能大幅降低成型成本的成型法为人们所知。
但是，由于上述VaRTM成型法不进行真空压以外的加压，所以 成型品的厚度、形状等品质在很大程度上依赖于预成型体的品质。因 此，制造高品质的预成型体极为重要。
作为制造树脂传递成型用预成型体的方法，提出了下述方法，在 具有赋型面的下模的该赋型面上配置层合片，所述层合片由赋予了用 于粘合层间的粘合材料的多张增强纤维基材构成，使具有与该下模的 赋型面一致的赋型面的上模从该层合片上方依次挤压层合片各部位 的小区域，由此赋予层合片规定的预成型体形状，然后，通过加热空 气或有机硅橡胶加热器(heater)等，加热层合片，粘合层合层间， 从而制作预成型体(例如参见专利文献l)。
但是，如果采用上述方案，则为了用加热空气加热层合片，必须 使用烘箱。烘箱虽然比高压釜廉价，但用烘箱成型航空器用结构构件 时，需要能装入该构件的大型烘箱，并且加热工序中，需要将赋型模 转移至烘箱中，从而导致成型成本增加。进而，根据成型品的形状， 存在烘箱的热风容易吹到的部位和难以吹到的部位，从而导致加热不 均。另一方面，虽然也记载了用有机硅橡胶加热器等进行加热的方法， 但完全没有记载有机硅橡胶加热器等的设置方法等，加热航空器结构
6构件之类大型构件时，具有下述问题需要非常大面积地配置有机硅
橡胶，以及在有机硅橡胶接触模的部位和未接触才莫的部位之间产生加热不均，从而导致成型品不良等。
作为制造树脂传递成型用预成型体的方法，也提出了下述方法层合表面赋予了树脂的增强纤维基材，配置在赋型模上，从增强纤维基材上覆盖片材，从其上施加压力，由此使增强纤维变形为规定的形状，通过设置在赋型模中的加热机构使该树脂熔融、固化来保持赋予增强纤维的形状(例如参见专利文献2)。
但是，上述方案中，关于加热机构的说明只有加热器，如前面所说明，特别是加热航空器结构构件之类大型构件时，有产生加热不均的问题。另外，专利文献2的图1中，虽然赋型模内部标记有加热源，但如上所述在实心的赋型模内部设置加热源时，加热源产生的大部分热量被赋型模本身夺走。因此，除产生温度不均的问题之外，还有无法有效地加热增强纤维基材、并且模的重量增加的问题。上述加热时的问题影响预成型体的形状保持性或厚度等物性。特别是如专利文献1、 2所述，将通过加热使存在于层合层间的粘合材料软化得到的层合片模压或通过利用真空袋的大气压等进行加压，使该粘合材料粘合在增强纤维基材上时，预成型体的形状保持性受到影响。另外，由于在通过加热使粘合材料软化的状态下进行加压，所以粘合材料变得较薄，导致预成型体的厚度也受到影响。
并且，在树脂传递成型法中，预成型体的厚度不仅对形状尺寸有影响，还影响基质树脂的含浸性，所以是极重要的控制参数。也就是说，加热及加压条件过高导致预成型体的厚度变得过薄时，预成型体的增强纤维的密度变得过高，从而导致基质树脂的流路阻力增大，有可能产生基质树脂没有被含浸的问题。相反，加热及加压条件不充分导致预成型体的厚度变得过厚时，预成型体的增强纤维的密度降低，同时增强纤维体积含有率(以下有时称为Vf)降低，有可能产生难以呈现规定的力学特性的问题。
由此产生加热不均时，因预成型体部位不同导致品质出现不均，
7所以在制作用于树脂传递成型的预成型体时，增强纤维基材的层合片 的加热方法极为重要。
并且，将如上所述制造的预成型体配置在与赋型模不同的成型模 中，根据需要，配置用于注入及抽吸基质树脂等的辅助材料，在模压 或通过真空袋密闭预成型体的状态下将基质树脂注入.含浸在预成型 体内，通过烘箱等加热基质树脂进行固化。
注入.含浸基质树脂时，在固化反应导致基质树脂粘度增加不成为 问题的温度范围内，加热配置在成型模内的预成型体及基质树脂，由 此降低基质树脂的粘度，提高含浸性。另外，在结束将基质树脂含浸 在预成型体内后，需要加热到基质树脂的固化温度来固化基质树脂。
因此，除准备赋型模之外，需要另外准备成型模，同时需要将配 置有预成型体的成型模转移至烘箱等加热设备中，有成型时间过长的 问题。
特别是在航空器用结构构件中存在下述问题由于结构构件的尺 寸大，所以成型模的重量非常重，转移至烘箱等加热设备中需要耗费 劳力和时间，或者需要牵引车等设备，花费很多设备费用等。
专利文献l:特开2004- 322422号公才艮
专利文献2:特开2006- 123404号公才艮
发明内容
鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供能高精度、均 匀且有效地加热增强纤维基材的层合体的赋型成型模、以及使用其的 树脂传递成型用预成型体及纤维增强塑料的制造方法。
本发明为了解决上述课题，采用下面的任一种手段。 (1) 一种赋型成型模，是形成中空凸部的面板部和平板部一体 化得到的纤维增强塑料的树脂传递成型用赋型成型模，其中，成为热 介质流路的金属制配管通过导热性材料在所述面板部的里面成为一 体化，并且橡胶制圆棒在所述平板部的赋型或成型中使用的区域的外 侧成为一体化。(2) 如上述(1 )所述的赋型成型模，其中，所述面板部的厚度
为1 mm以上15mm以下。
(3) 如上述(1)或(2)所述的赋型成型模，其中所述橡胶制 圆才奉的直径为10mm以上100mm以下。
(4) 如上述(1) ~ (3)中任一项所述的赋型成型模，其中， 在所述凸部和所述橡胶制圆棒之间的上述平板部设置有树脂传递成 型用基质树脂的注入口及抽吸口 。
(5) 如上述U) ~ (4)中任一项所述的赋型成型模，其中， 所述面板部通过冲压(press)加工而形成。
(6) —种预成型体的制造方法，其特征在于，使用上述(l) ~
(5) 中任一项所述的赋型成型模，通过下述工序制造树脂传递成型 用预成型体。
(A) 将层合体配置在所述赋型成型模上的配置工序，所述层合 体是层合表面具有热塑性树脂及/或热固性树脂的增强纤维布帛得 到的层合体；
(B) 用橡胶片覆盖所述层合体整体，密闭所述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内，将所述层合体进行赋型的赋型工序；
(C )在所述配管内流入热介质，加热加压赋型后的所述层合体， 由此通过所述增强纤维布帛表面的所述热塑性树脂或/及热固性树 脂，粘合所述增强纤维布帛间的加热加压工序；
(7) 如上述(6)所述的预成型体的制造方法，其中，在所述(A) 配置工序中，与所述层合体一起配置成为树脂传递成型中的基质树脂 的流路的辅助材料。
(8) 如上述(6)或(7)所述的预成型体的制造方法，其中， 所述(C)加热加压工序中，所述赋型成型模的升温速度在加热温度 40°C以上130。C以下的范围内为0.5°C /分钟以上3。C /分钟以下。
(9) 一种纤维增强塑料的制造方法，其特征在于，将采用上述
(6) ~ (8)中任一项所述的方法得到的预成型体设置在与所述赋型 成型模不同的成型模中，将基质树脂注入、含浸、固化。
9(10) —种纤维增强塑料的制造方法，其特征在于，使用上述 (1) ~ (5)中任一项所述的赋型成型模，通过下述工序进行树脂传 递成型。
(A) 将层合体配置在所述赋型成型模上的配置工序，所述层合 体是层合表面具有热塑性树脂或/及热固性树脂的增强纤维布帛得 到的层合体；
(B) 用橡胶片覆盖所述层合体整体，密闭所述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内，将所述层合体进行赋型的赋型工序；
(C) 在配管内流入热介质，加热加压赋型后的所述层合体，由 此通过所述增强纤维布帛表面的所述热塑性树脂或/及热固性树脂， 粘合所述增强纤维布帛间的加热加压工序；
(D) 解除所述橡胶片的密闭，在所得的预成型体没有脱模仍然 配置在所述赋型成型模中的状态下，进一步配置用于注入、含浸基质 树脂的介质及剥离层(peel ply)的辅助材料配置工序；
(E) 用袋膜(bag film)覆盖所述预成型体、所述介质及所述剥 离层，密闭所述赋型成型模后，真空抽吸密闭空间内的装袋(bagging)
工序；
(F) 在真空抽吸所述密闭空间内的状态下，注入基质树脂，通 过所述介质，使该基质树脂含浸在所述预成型体中的树脂注入'含浸工
序；
(G) 在所述配管内流入热介质，加热所述基质树脂进行固化的 树脂固化工序；
(H) 将成型品从赋型成型模中脱模的脱模工序。
(11 )如上述(10)所述的纤维增强塑料的制造方法，其中，在 上述(D)辅助材料配置工序中，在所述介质和所述剥离层上配置板 状夹具。
(12) —种纤维增强塑料的制造方法，其特征在于，使用上述 (1) ~ (5)中任一项所述的赋型成型模，通过下述工序进行树脂传
递成型。(A) 在所述赋型成型模上配置层合体和在树脂传递成型中成为 基质树脂的流路的介质及剥离层的配置工序，所述层合体是层合在表 面具有热塑性树脂或/及热固性树脂的增强纤维布帛得到的层合体；
(B) 用橡胶片覆盖所述层合体整体，密闭所述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内，将所述层合体进行赋型的赋型工序；
(C) 在配管内流入热介质，将赋型后的所述层合体进行加热加 压，由此通过所述增强纤维布帛表面的所述热塑性树脂或/及热固性 树脂粘合所述增强纤维布帛间的加热加压工序；
(D) 解除所述橡胶片的密闭，在所得的预成型体、所述介质及 剥离层没有脱模仍然配置在所述赋型成型模中的状态下，用袋膜覆盖 所述预成型体、所述介质及所述剥离层，密闭所述赋型成型模后，真 空抽吸密闭空间内的装袋工序；
(E) 在真空抽吸所述密闭空间内的状态下，注入基质树脂，通 过所述介质将该基质树脂含浸在所述预成型体中的树脂注入'含浸工
序；
(F) 在所述配管内流入热介质，加热所述基质树脂进行固化的 树脂固化工序；
(G) 将成型品从赋型成型模中脱模的脱膜工序。
(13) 如上述(12)所述的纤维增强塑料的制造方法，其中，在 所述(E)的装袋工序中，在所述介质及所述剥离层上配置板状夹具， 然后用袋膜密闭所述赋型成型模。
(14) 如上述(10) ~ (13)中任一项所述的纤维增强塑料的制 造方法，其中，在所述(C)加热加压工序中，所述赋型成型模的升 温速度在加热温度为40°C以上130°C以下的范围内为0.5°C /分钟以上 3°C /分钟以下。
本发明的赋型成型模具有能高精度、均质且有效地加热的加热机 构，所以通过使用该赋型成型模，无需烘箱等加热设备，能提供低成 本且高品质的树脂传递成型用预成型体及使用其的纤维增强塑料。
ii
说明本发明的一个实施方案的赋型成型模的横截面简图。图l所示的赋型成型模的俯视简图。用于表示本发明的树脂传递成型用预成型体的制造方法 的赋型成型模的横截面简图。比较例2中制作的具有实心凸部的赋型成型模的横截面简图。用于表示本发明的纤维增强塑料的制造方法的赋型成型 模的横截面简图。用于表示本发明的树脂传递成型用预成型体的制造方法 的赋型成型模的横截面简图。表示比较例l中制作的赋型成型模和热风的位置关系图。
符号说明
1:赋型成型模 2:面板部 3:平板部
4:成为热介质流路的配管(用于加热凸部)
5:成为热介质流路的配管(用于加热平板部)
6:导热性材料
7:橡胶制圆棒
8:基质树脂的注入口
9:基质树脂的抽吸口
10:隔热材料
11:孔
12:配管与温度调节器的连结口
13:层合体 ，
14:橡胶片
15:橡胶片的环箍
1216具有实心凸部的赋型成型模
17实心凸部
18成为热介质流路的配管
19预成型体
20介质
21板
22袋膜
23密封剂
26注入用连接器(coupler)
27抽吸用连接器
50制品的》务边线(trim line)
60凸部对着热风 一 侧的侧面部6 0
70热风
具体实施例方式
树脂传递成型法主要分为制造预成型体的工序(以下称为工序 (I))、和通过在预成型体中注入和含浸树脂进而使其固化来制造 纤维增强塑料的工序(以下称为工序(II))。在上述工序中，需要 将作为成型的纤维增强塑料的材料的增强纤维基材或基质树脂加热、 冷却至规定温度。
即，在工序(I)中，特别是增强纤维基材在其表面具有热塑性 树脂或热固性树脂等树脂材料时，通过将增强纤维基材加热、加压， 使树脂材料软化，粘合增强纤维基材的层间，从而提高预成型体的形 状保持性，进而通过调节加热温度来控制预成型体的厚度。
另外，在工序(II)中，在注入树脂时加热含浸在预成型体中的 基质树脂，使树脂粘度降低来提高含浸性，并且在含浸后，通过加热 到固化温度来使基质树脂固化。
本发明的赋型成型模具有能呈现上述工序所要求的加热条件的 加热机构，无需用烘箱进行加热，能制造预成型体或纤维增强塑料。以下说明本发明的赋型成型模。
本发明的赋型成型模是形成中空凸部的面板部和平板部 一体化 得到的赋型成型模，进而，将成为热介质流路的金属制配管用导热性 材料在该面板的里面 一体化，并且橡胶制管在所述平板部的赋型或成 型中使用的区域的外侧 一体化。
本发明的赋型成型模不仅能用作将基于树脂传递成型法制造纤 维增强塑料时所用的预成型体进行赋型的赋型模，还能用作下面详细 说明的由预成型体制造纤维增强塑料的成型模。当然，也可以根据需 要在使用具有本发明构成的赋型成型模作为赋型模制造预成型体后， 使用其他成型模成型该预成型体。
以下，使用附图进一步详细说明本发明。
图l是说明本发明的赋型成型模l的一个实施方案的横截面简图，
C型的面板部2和平板部3—体化，形成中空凸部，该凸部构成用于将 预成型体赋型为规定形状的赋型部分。
通过用C型的面板部2和平板部3构成作为成型预成型体的赋型面 的凸部，并且制成中空，能尽可能降低凸部2的热容。并且，通过降 低上述热容，能在短时间内将赋型成型模加热或冷却至规定的温度。 特别是用于将航空器用结构构件等大型部件进行赋型、成型的模非常 庞大，所以从缩短成型时间的观点来看，将模整体迅速加热或冷却至 规定温度的技术非常有用。
面板部2和平板部3被一体化。所谓一体化，是指通过密封焊接等 形成保持气密的结构。在成型预成型体的面板部2和具有赋型时使用 的橡胶片的密封部位的平板部3未保持气密地被一体化的情况下，真 空抽吸用橡胶片覆盖的内部进行减压时，发生漏气，无法对增强纤维 布帛的层合体施加足够的压力。另外，在预成型体中注入树脂时也同 样发生漏气，产生孔穴或空隙等。因此，需要将面板部2和平板部3通 过密封焊接等以保持气密的结构进行一体化。
进而，在形成中空凸部的C型面板部2的里面(内侧)设置有成为 热介质流路的金属制配管4 。另外，在图1所示的本发明赋型成型模中，在平板部3的里面也设置了成为热介质流路的配管5。配管4、 5与能将
水或油等热介质体加热并喷出的温度调节器连接，加热后的热介质从
该温度调节器流入配管4、 5中，从而加热面板部2及平板部3进行温度 调节。需要说明的是，形成中空凸部的面板部2及平板部3的里面是指 与赋型成型时接触增强纤维布帛的面相反 一 侧或与配置在密闭空间 内的面相反一侧的面。
本发明中，如上所述，与烘箱等热风加热不同，通过传热率高的 热水、热油加热面板部2以及平板部3。因此，能极快且精度良好地进 行模的温度控制。另外，在烘箱等热风加热的情况下，在热风吹到的 部位和难以吹到的部位产生加热不均，本发明通过在设置于模中的配 管内流入热介质直接加热模，所以加热不均小，能均质地加热。
需要说明的是，将本发明的赋型成型模仅用于制造在树脂传递成 型法中使用的预成型体时，未必需要在平板部3的里面设置成为热介 质流路的配管5，但用作在预成型体中注入基质树脂并固化制造纤维 增强塑料的成型模时，由于基质树脂也附着在平板部上，所以需要将 附着在该平板部上的基质树脂固化进行脱模。因此，优选在平板部3 的里面也设置成为热介质流路的配管5 。
图2是表示成为热介质流路的配管4、 5的设置位置的赋型成型模1 的俯视简图。
配管4、 5的根数、设置位置等规格没有特别限定，需要按能供给 足以将赋型成型模加热至规定温度的热量的根数、规格进行设置。需 要说明的是，图2所示的赋型成型模中配管4为6根、配管5为4根，每2 根分别连接成U字。另外，图2中，配管4、 5所示的箭头表示来自温度 调节器的热介质的流动方向。
如图2所示，配管4、 5与温度调节器的连接口 12集中在赋型成型 模 一 侧的方案因容易与温度调节器的热介质的管路连接而优选。另 外，优选如图2所示，将配管4配置至制品的修边线50的外侧。通过将 配管4配置至制品的修边线的外侧，能充分加热制品形状部分的预成 型体。配管4、 5与温度调节器的连接方式没有特别限定，但需要对应能安装在温度调节器上的热介质的管道数。
另外，本发明中，将配管4通过导热性材料在形成凸部的面板部2 的里面一体化。图1表示成为热介质流路的配管4、 5被导热性材料6覆
盖、与形成中空凸部的面板部2及平板部3的里面一体化的情况。由此，
通过用导热性材料进行一体化，流入配管内部的热介质的热传导良 好，能均勻地加热赋型成型模。需要说明的是，此处所说的用导热性
材料一体化是指配置在面板部2里面的配管4在表面被导热性材料覆 盖的状态下被固定在面板部，换言之，是指配管4通过该导热性材料 配置在面板部2的里面。
另外，此时，基于相同的观点，优选将配管5也用导热性材料一 体化在平板部3的里面。
本发明中所说的导热性材料优选加入了导热性优异的金属粉的 环氧树脂材料或含有碳的水泥(cement)材料。其中，优选含有碳的 水泥材料。含有碳的水泥材料具有充分的传热率，同时施工性也优异， 故而优选。优选使用镘刀等如图1所示地覆盖配管的同时使配管和赋 型成型模(面板部2、平板部3) —体化地涂布水泥材料，进行养护、 固化。
需要说明的是，将配管全长都焊接在赋型成型模中一体化时，可 能导致赋型成型模发生焊接变形，故而不优选。本发明的赋型成型模 的凸部使用面板形成中空凸部，所以在形成凸部的面板的里面焊接配 管进行一体化时，凸部的形状可能因焊接变形而变形，所以不优选。 特别是航空器用结构构件高度要求形状尺寸精度，所以因焊接变形导 致的赋型成型模变形可能引起无法满足成型品的尺寸精度的问题，故 而不优选。但是，为了将配管临时固定在凸部、平板部，可以采用点 焊。此时，在将焊接变形抑制至最小或即使发生焊接变形也不成为问 题的部位，需要进行用于临时固定的焊接。
本发明中，配管4是金属制配管。用于配管4的金属材质可以使用 不锈钢、铁、铝合金、钛合金、铜合金等各种金属，但其中铜合金制 配管具有优异的加工性，所以在中空凸部内设置配管时，容易变形为最佳形状，所以更优选。基于相同的原因，配管5也优选铜合金制。
进而，本发明的赋型成型模中，例如直径为10mm以上100mm以 下的橡胶制圆棒与模一体化，形成包围赋型成型模1的凸部的密闭区 域。即，橡胶制圆棒在平板部3的赋型或成型中使用的区域的外侧一 体化。需要说明的是，此处所说的一体化，是指使橡胶制圆棒和平板 部3之间保持气密地进行安装。具体而言，优选通过橡胶用粘合剂使 橡胶制圆棒和平板部3之间气密地粘合一体化。
图1表示将截面为圆形的橡胶制圆棒7与赋型成型模1的平板部3 一体化的情况。图3 (A)、图3 (B)表示下述情况在赋型成型模l 的中空凸部上配置增强纤维基材的层合体13,进一 步从其上覆盖橡胶 片14,真空抽吸由该橡胶片14和橡胶制圆棒7密闭的空间内，通过橡 胶片14对增强纤维基材的层合体13施加大气压，从而将层合体13赋型 为赋型成型模l的凸部形状。
通过将橡胶制圆棒7在赋型成型模1的平板部3上一体化，形成包 围凸部的密闭区域，能通过橡胶片14与橡胶制圆棒7接触而密闭赋型 成型模，所以可以不使用粘胶带(tacktape)等辅助材料地密闭赋型 成型模。
此处，橡胶制圆棒7的直径小于10mm时，橡胶片14和橡胶制圆棒 的接触面积小，难以将橡胶片14和橡胶制圆棒之间密闭，所以不优选。 而橡胶制圆棒的直径大于100mm时，因本发明的赋型成型模的重量增 加等操作性变差，故而不优选。
根据需要使用夹子28等在赋型成型模上安装橡胶片14,使其与橡 胶制圆棒7接触，加强橡胶片14和橡胶制圆棒7之间的密闭也是优选方 案之一。将橡胶片14的一侧用铰链等安装在赋型成型模上，使橡胶片 14能开关，从而提高操作性也是优选方案之一。
橡胶制圆棒和橡胶片的材质没有特别限定，但由于本发明的赋型 成型模在上述工序(I)或工序(II)中加热，所以橡胶制圆棒及橡胶 片需要具有耐受该加热温度的耐热性。从耐热性的观点来看，橡胶制 圆棒及橡胶制片的材质优选橡胶材料中具有比较高的耐热性的有机
17硅橡胶。
进而，在如图l所示的赋型成型模l中，在平板部3中设置孔11。 该孔11开通平板部3的被形成中空凸部的面板部2包围的区域。因为面 板部2和平板部3被密闭，所以如果未在平板部3中开通孔11,则用有 机硅橡胶或袋膜覆盖，真空抽吸内部，进行赋型或成型时，大气压施 加在凸部上，可能使凸部变形。在现有技术中，使用凸部由实心构件 构成的赋型模或成型模时，即使大气压施加在凸部上也不会发生变 形，所以上述问题并不重要，但本发明中，如下面详细说明，面板部 2和平板部3形成中空凸部，从而能高精度地短时加热、冷却至规定的 温度，所以大气压施加在该中空凸部上时有可能发生变形。
另外，通过设置孔ll,制作赋型成型模后，能通过孔ll修补、检 查设置在内部的配管4等。即，孔ll也能够发挥检查孔的作用，所以 优选。
进而，通过设置孔ll，将配管4和形成中空凸部的面板部2如下所 述地用导热性材料一体化时，能从该孔ll配置导热性材料，并且在中 空凸部的内部空间配置隔热材料10时，能从该孔11配置隔热材料10。
构成面板部2及平板部3的材料没有特别限定，但不锈钢、铁、铝 合金、钛合金、殷钢合金等金属材料由于导热性优良，故而优选。特 别是殷钢合金的线膨胀率是铁的l / 100~ 1 / IO左右，所以能抑制加 热时的赋型成型模变形，故而优选。从相同的观点考虑，CFRP( Carbon Fiber Reinforced Plastic )也是优选的材泮牛之一。
进而，赋型成型模优选至少构成赋型面的面板部2的厚度为1 mm 以上15mm以下。从降低模的热容的观点考虑，上述面板部2的厚度优 选较薄。即，面板部2的厚度比15mm厚时，热容过大，加热及冷却至 规定温度耗时长。更优选为10mm以下。另一方面，厚度小于lmm时， 难以加工成具有规定形状的中空凸部。
另外，将本发明的赋型成型模用作由预成型体制造纤维增强塑料 时的成型模时，从相同的观点考虑，平板部3的厚度也优选为lmm以 上15mm以下，更优选为10mm以下。并且，构成赋型成型模的面板部2或平板部3的厚度小于lmm时， 在赋型或成型加工中可能在预期外的外力下容易地变形。特别是有时 用起重机等吊起用于航空器用结构构件等的大型赋型成型模使其移 动，此时，由赋型成型模的自身重量产生的挠曲可能使赋型成型模发 生变形。从上述观点考虑，面板部2或平板部3优选为lmm以上。
需要说明的是，由于面板部2或平板部3的厚度如上所述是为了有 效进行加热而规定了厚度，所以在计算无需加热的部位的厚度时不考 虑以上情况。
进而，如图1所示，本发明的赋型成型模中优选树脂传递成型用 基质树脂的注入口8及抽吸口9一体化设置在上述凸部和橡胶制圆棒7 之间的平板部3上。
橡胶制圆棒7和上述注入口 8及上述抽吸口 9的位置关系在本发明 的赋型成型模l也被用于成型时，优选与基质树脂的注入口8、抽吸口 9相比，橡胶制圆棒7为外侧。原因在于，如果将橡胶制圆棒7—体化 在比注入口8及抽吸口9更靠近内侧的位置，则注入基质树脂时，基质 树脂附着在橡胶制圆棒上，故而不优选。
另外，在赋型成型模1中设置注入口8及抽吸口9时，赋型时，为 了密闭用橡胶制片覆盖的内部，需要密闭注入口8及抽吸口9。
如图l所示，优选将基质树脂的注入口8及抽吸口9形成通口 ，并 安装有能安装注入用管、抽吸用管的连接器26、 27。通过安装连接器 26、 27,将各管配置在注入口、抽吸口时，能不使用密封剂等辅助材 料简单地安装，该部位的密闭可靠性也高，所以优选。
图5 (C)表示使用本发明的赋型成型模l注入基质树脂的情况的 一例。图5 (C)所示的赋型成型模1中设置有基质树脂的注入口8、抽 吸口9。在赋型成型模1上配置有预成型体19及用于注入、抽吸基质树 脂的辅助材料20，用袋膜22覆盖，使用密封剂23密闭该袋膜22和赋型 成型模l,真空抽吸密封内部。通过预先在赋型成型模l中设置基质树 脂的注入口8、抽吸口9，成型时无需另外设置注入口 、抽吸口，所以 能缩短成型准备时间。
19需要说明的是，也可在成型模中另外设置注入口 、抽吸口。例如， 为了确保基质树脂的注入及抽吸时的流路，可以在平板部2上配置金 属制的C型剖面槽等。但是，此时，除需要配置该槽的工序之外，还 需要在从其上用袋膜密闭时使该袋膜不被该槽部撑起。
本发明的赋型成型模也优选形成凸部的面板部2由沖压加工来形 成。通常，在本发明的技术领域中，通过切削加工来准备模。但是， 存在下述问题切削加工时，薄化凸部是有限的，并且与冲压加工相 比，加工成本高。通过沖压加工能廉价地薄化形成中空凸部的面板。 需要说明的是，为了降低赋型成型模的凸部的热容，用冲压加工形成 中空凸部后，为了进一步提高尺寸精度等实施切削加工也是实施方案之一。
上述本发明的赋型成型模成为能用作赋型模和成型模两种模的 模。即，可以用本发明的赋型成型模赋型增强纤维布帛的层合体制作 预成型体，然后，根据需要不将该预成型体从赋型成型模中脱模，成 型纤维增强塑料。因此，能进一步缩短成型所需的时间。另外，因为 无需将未含浸基质树脂的形状保持性低的预成型体进行脱模、移动并 配置在成型模中，所以损伤预成型体的可能性也降低，结果能制作品 质优异的纤维增强塑料。
制造预成型体时使用的增强纤维布帛优选在表面具有热塑性树 脂或热固性树脂等树脂材料。增强纤维优选由碳纤维、芳族聚酰胺纤 维、玻璃纤维等构成，作为增强纤维布帛的形态，优选为无巻曲织物
(non crimped)、平紋织物、缎紋织物、斜紋织物等。其中，无巻曲 织物由于增强纤维的弯曲小、强度呈现率提高，所以较优选。
该树脂材料优选为固化后与基质树脂的粘合性良好的树脂。例如 可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、 聚砜聚苯醚、聚醚醚酮及它们的改性树脂、共聚树脂。
以下，具体说明使用上述赋型成型模制造树脂传递成型用预成型 体的方法。
制造树脂传递成型用预成型体时，使用上述赋型成型模，并且经由下述工序。
(A) 在上述赋型成型模上配置层合体的配置工序，所述层合体 是层合在表面具有热塑性树脂及/或热固性树脂的增强纤维布帛得
到的层合体；
(B) 用橡胶片覆盖上述层合体整体，密闭上述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内，将上述层合体进行赋型的赋型工序；
(C )在上述配管内流入热介质，加热加压赋型后的上述层合体， 由此通过上述增强纤维布帛表面的上述热塑性树脂或/及热固性树 脂粘合上述增强纤维布帛间的加热加压工序；
图3 (A)、图3 (B)表示使用本发明的赋型成型模的树脂传递 成型用预成型体的制造方法。
图3 ( A)表示下述状态在赋型成型模1的凸部上配置层合体13, 所述层合体13是层合在表面具有热塑性树脂或热固性树脂等树脂材 料的增强纤维布帛得到的层合体13，进而从其上被覆橡胶片14，覆盖 层合体13,将该橡胶片14和橡胶制圆棒7之间密闭。
此时，为了提高操作性等目的，层合体13预先部分地粘合层合层 间进行一体化也是优选方案之一。另外，预先粘合层合层间的整个面 的层合体由于赋型性极差而不优选。
另外，为了提高橡胶片14的操作性，优选如图3 ( A)所示在橡胶 片端部安装环箍15。通过如上所述地安装环箍15,有能在赋型成型模 l上配置橡胶片14时容易地找正位置的优点。为了更容易地找正位置， 在赋型成型模1中设置栓销等，预先在橡胶片的环箍部开通该栓销通 过的孔，由此唯一地确定橡胶片的配置也是优选方案之一。
将橡胶片14和橡胶制圆棒7之间密闭后，如图3(B)所示，用真 空泵等真空抽吸密闭空间内，对层合体13施加大气压，将层合体13进 行赋型。需要说明的是，本发明中，所谓真空抽吸，是指通过抽吸使 其为负压的状态，另外所谓施加大气压，是指因真空抽吸而施加由大 气产生的压力，并不是施加与标准大气压等绝对值相同的压力。
将层合体13赋型后，继续真空抽吸、对层合体13施加大气压的状
21态下，从橡胶片上确认有无发生褶皱等不良情况。因此，橡胶片优选 为透明或半透明的物质。另外，根据需要，优选从橡胶片上进行尺寸 测定来确认赋型情况。
然后，用模温度调节器等在配管4中流入加热的热介质，加热赋 型成型模l,从而加热赋型后的层合体13。结果，使存在于增强纤维 布帛的层间的热塑性树脂或热固性树脂软化、熔融粘合层间，进一步 根据需要继续规定时间的加热后，停止加热，冷却该层合体13，可以 得到在保持赋型后的形状的状态下粘合增强纤维布帛间的预成型体 19。
此时，根据需要，也可以在配管5中流入热介质，加热赋型成型模。
赋型成型模的升温速度在加热温度为40°C以上130°C以下的范围 内优选为0.5。C/分钟以上3。C/分钟以下。小于0.5。C/分钟时，为了 升温至规定温度耗费过多时间，所以制造预成型体的时间变久。另一 方面，大于3。C/分钟时，赋型成型模的升温速度无法追随增强纤维 基材的升温，结果容易发生加热不均。
另外，层合体13符合赋型成型模的形状时可以为室温，但通过进 行加热，能够使增强纤维基材层间的热塑性树脂和热固性树脂软化、 熔融，提高增强纤维基材层间的滑动。结果能提高赋型性，抑制褶皱 产生，故而优选。
层合体13的加热温度优选为增强纤维布帛的表面具有的热塑性 树脂及/或热固性树脂的玻璃化温度(以下有时也称为Tg)以上200 。C以下。此处，树脂材料的Tg的测定方法基于JISK 7121 2006,以升
温速度ior /分钟进行测定。
通过将层合体13加热至Tg以上，使位于层合体13的层合层间的树 脂材料软化，在该状态下真空抽吸施加压力来制造预成型体，从而能 用树脂材料牢固地粘合层合层间，可以提高预成型体的形状保持性。
另 一 方面，成型温度比较高的纤维增强塑料制航空器用结构构件 的成型温度通常为180。C 200。C左右，赋型工序的加热温度的上限优选为成型工序的加热工序的上限以下。另外，橡胶片等辅助材料或模 温度调节器等通常设定成航空器用结构构件的成型温度，能耐受或加 热至高于200 °C的辅助材料或温度调节器为特别规格，可能使材料费、
设备费增加。因此，此处的加热温度优选设定为200。C以下。
进而，通过调节层合体13的加热温度，可以调节预成型体的厚度。 也就是说，能根据层合体13的加热温度，调节树脂材料软化的程度及 真空抽吸导致的树脂材料变形(破坏)，从而调节预成型体的厚度。
也可以在将基质树脂注入及含浸在预成型体中后，通过排放工序 抽吸多余含浸的基质树脂，提高影响纤维增强塑料的重量及力学特性 的纤维体积含有率(以下有时也称为Vf),但纤维体积含有率在很大 程度上依赖于预成型体的厚度，所以调节预成型体的厚度极为重要。
如上所述，预成型体的形状保持性的提高和预成型体的厚度通过 层合体13的加热控制来调节，所以用本发明的赋型成型模1精度良好 地控制加热、进而迅速地加热及冷却至规定的温度是极为重要的。
另外，根据需要，也能控制赋予层合体13的压力。调节上述压力 时，优选调节真空度，使密闭空间内的压力(表压)为10kPa以上 1000kPa以下。较优选为10kPa以上101.3kPa以下。如果为该范围，则 仅通过用真空泵等在大气中减压就可以进行调节，从而能简化设备， 故而优选。另外，压力小于10kPa时，压力过小，所以容易出现预成 型体的厚度不均，故而不优选。
本发明的目的之一是通过使用能加热的赋型成型模，不使用高压 釜或烘箱等昂贵的加热装置，制造预成型体、纤维增强塑料，可以根 据需要并用高压釜等加压装置。即，在本发明的赋型成型模l中配置 层合体13，进行真空抽吸，用大气压赋型后，可以根据需要使用高压 釜等加压装置，施加高于大气压的压力来制造预成型体。通过用高于 大气压的压力来对层合体进行加压，能薄化预成型体的厚度，制造能 成型具有高Vf的纤维增强塑料的预成型体。
进而，制造预成型体时，如图6所示，在赋型成型模l的中空凸部 上配置层合体13时，优选配置成为进行树脂传递成型时被注入的基质树脂流路的介质20等辅助材料，相同地进行赋型。由此，使用所得的 预成型体制造纤维增强塑料时，可以省略在预成型体上另外配置辅助 材料的工序。另外，通常，介质20由尼龙等热塑性树脂制成，所以通
过制造预成型体时的加热加压工序，介质20也被赋型为赋型成型模1 的中空凸部的形状，形状与被赋型的层合体13完全吻合。因此，进行
树脂传递成型时，有容易装袋等优点。
然后，说明本发明的纤维增强塑料的制造方法。使用上述赋型成 型模并且经下述工序进行树脂传递成型，能得到纤维增强塑料。
(A) 在上述赋型成型模上配置层合体的配置工序，所述层合体
是层合表面具有热塑性树脂或/及热固性树脂的增强纤维布帛而得
到的；
(B) 用橡胶片覆盖上述层合体整体，密闭上述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内，对上述层合体施加大气压，将该层合体进行赋 型的赋型工序；
(C) 在配管内流入热介质，将赋型后的上述层合体加热加压， 由此通过上述增强纤维布帛表面的上述热塑性树脂或/及热固性树 脂粘合上述增强纤维布帛间的加热加压工序；
(D) 解除上述橡胶片的密封，在所得的预成型体没有脱模仍然 配置在上述赋型成型模中的状态下，进一步配置用于注入、含浸基质 树脂的介质及剥离层的辅助材料配置工序；
(E) 用袋膜覆盖上述预成型体、上述介质及上述剥离层密闭上 述赋型成型模后，真空抽吸密闭空间内的装袋工序；
(F) 在真空抽吸上述密闭空间内的状态下，注入基质树脂，通 过上述介质将该基质树脂含浸在上述预成型体中的树脂注入'含浸工
序；
(G) 在上述配管内流入热介质，加热上述基质树脂进行固化的 树脂固化工序；
(H) 将成型品从赋型成型模中脱模的脱模工序；
以下，使用图5详细说明本发明的纤维增强塑料的制造方法。需要说明的是，图5 (A)是使用本发明的赋型成型模1制造预成型体19
的情况之一例的剖面图。图5 (B)表示以规定的温度、时间加热层合 体制造预成型体19后，取下橡胶片14的状态。图5(C)表示用真空泵 等真空抽吸密闭的空间内进行装袋后的状态。
上述工序(A) ~ (C)基本与上述预成型体的制造方法相同。 然后，如下所述地进行工序(D)以后的工序。即，制造预成型体后 (图5(A)),解除用橡胶片14进行的密封，在所得的预成型体没有 脱模仍然配置在赋型成型模中的状态下(图5 (B)),在该预成型体 19上配置用于注入、含浸基质树脂的介质20及剥离层等辅助材料。此 时，制造预成型体时配置介质20及剥离层等辅助材料的情况下，无需 在赋型后另外配置上述辅助材料。
然后，用袋膜22覆盖该预成型体19及介质20、剥离层等辅助材料 整体进行密闭(图5 (C))。此时，优选使用密封剂23。另外，优选 预先将板21配置在注入口8和抽吸口9上，使设置在赋型成型模l中的 基质树脂的注入口8、抽吸口9不在随后进行的真空抽吸所产生的大气 压作用下被堵塞。
然后，在真空抽吸密闭空间内的状态下，将基质树脂从注入口8 注入该预成型体中，并通过介质20含浸。
需要说明的是，优选在基质树脂含浸在预成型体19中后，中止注 入基质树脂，关闭注入口8，从抽吸口9抽吸多余含浸在预成型体中的 基质树脂。由此，通过抽吸多余含浸的树脂，能提高成型品的增强纤 维体积含有率Vf,从而能提高重量、力学特性。另外，优选根据需要， 也从关闭的注入口 8抽吸多余含浸在预成型体中的基质树脂。由此， 通过也从该注入口 8抽吸基质树脂，能期待使Vf均匀的效果。
只需要在如上所述注入了基质树脂的状态下，在配管4的内侧流 入热介质，使该基质加热、固化，将基质树脂固化得到的成型品从赋 型成型模中脱模，就可以得到纤维增强塑料。
通过如上所述地使用本发明的赋型成型模制造纤维增强塑料，不 必将预成型体脱模，就能进行对成型工序的准备，所以能缩短成型所
25需的时间，故而优选。另外，由于无需将未含浸基质树脂、形状保持 性低的预成型体进行脱模、移动、或配置在成型模中，所以预成型体 损伤的可能性也降低，结果能制造品质优异的纤维增强塑料，故而优选。
需要说明的是，制造纤维增强塑料时，也能将由上述方法制造的 预成型体设置在另外准备的成型模中，将基质树脂注入、含浸、固化。 特别是极高精度地要求外部形状的尺寸精度的情况下，优选在决定外 部形状的雌模中设置预成型体进行成型。特别是尺寸精度要求为
士lmm以上的精度时，优选用另外准备的雌模成型采用上述方法制造 的预成型体。
另外，上述工序(D)中，也优选在上述介质及上述剥离层上设 置板状夹具。通常，介质20为了分配树脂而具有凹凸。因此，配置介 质侧的纤维增强塑料成型品的表面粗糙度比接触赋型成型模的 一侧 粗糙。欲提高表面粗糙度时，优选在介质或剥离层等辅助材料上配置 板状夹具，在该状态下进行下述真空抽吸、树脂注入'固化。通过配置 板状夹具，经板状夹具对纤维增强塑料施加大气压，所以可以降低配 置介质一侧的表面粗糙度，能提高表面平滑性。
实施例
以下，使用实施例和比较例更具体地说明本发明。 <实施例l 〉
构成图l、图2所示的赋型成型模1，进行加热及冷却试验。 (赋型成型模)
图l表示赋型成型模l的横截面图，图2表示俯视图。但是，图2是 除形成中空凸部的面板部2及平板部3以外，仅表示配置在面板部2及 平板部3里面的配管4、配管5的图。
形成中空凸部的面板部2是将厚度为3mm的SUS304制成C形形状 而得到的。凸部具有锥形， 一端宽度(图2中的右端)为300mm,另 一端(图2的左端)为150mm。另外，上述凸部的长度(图2的左右方 向)为5000mm,高度(图1的上下方向)为100mm，凸部的长度、高度均匀。需要说明的是，凸部的长度5000mm内，制品尺寸为4800mm， 乂人两端向内侧1 OOmm的部位分别画有制品的纟务边线50。
另一方面，平板部3由厚度为10mm的SUS304构成，宽度(图2的 上下方向)为1300mm,长度(图2的左右方向)为6000mm。在平板 部3的宽度方向的中心设置有12个在长度方向排列的直径为100mm的 孔ll,为了以后配置隔热材料IO,在中空凸部的宽度侧的端部设置有 开口部(图中未示出)。另外，平板部3的两端附近(图l的左右方向 的端部)设置有成为基质树脂的注入口 8( cp22mm )及抽吸口 9( cp 14mm ) 的槽。上述槽中在贯通口设置螺钉槽，安装有能安装注入用及抽吸用 管(外径为12mm)的连接器26、 27。上述连接器上缠绕有密封带， 确保密闭。
面板部2的里面如图l所示配置有共计6根直径为18mm (内径 16mm)的铜管作为配管4。其中的4根配置在中空凸部的顶部的里面， 另外2根配置在侧面的里面。需要说明的是，6根配管中的4根如图2所 示设置为比修边线50突出50mm。另外，配置在顶部的里面的4根配管 4中配置在中央的2根因中空凸部具有锥形，前端为150mm、变细，所 以在该凸部的前端未设置，而是在从凸部的宽侧端部至3000mm为止 的范围内设置。
配管4用含有碳的水泥6 (热传导水泥)覆盖，与面板部2—体化。 如上所述地与配管4一体化的面板部2通过密封焊接与平板部3—体化。
平板部3中用与安装在面板部2的里面的配管4相同的安装方法安
装有配管5。另外，将由玻璃棉构成的隔热材料10从设置在平板部3上 的开口部配置到中空凸部的内部。
进而，在比注入口8、抽吸口9更靠近外侧的位置通过有机珪类粘 合剂将直径为30mm的有机硅橡胶圆棒7与平板部3粘合一体化。通过 有机硅类粘合剂保持有机硅橡胶圆棒7和平板部3之间密封。
在由此准备的赋型成型模1的配管4、配管5上连接模温度调节机 (松井制作所制NCN- 200)的热介质管道。作为热介质，使用热介质油(松村石油制BARRELTHERM400),能用模温度调节机加热至 最大200。C。
(赋型成型模的加热及冷却试验)
在上述构成的赋型成型模中，在中空凸部的顶部的宽度方向(图 l的左右方向)的中央线上以50mm的间隔安装K热电偶。进而，在凸 部的侧面部的高度方向的中央线上以50mm的间隔安装K热电偶。所有 K热电偶连接在数据记录器(Datalogger)上，能监控安装有热电偶 的部位的温度。然后，配置在布袋里装有玻璃棉的隔热材料，覆盖赋 型成型模l的整体。
将模温度调节机的设定温度设定在92。C,从室温开始加热赋型成 型模。结果，赋型成型模在用模温度调节机进行的加热开始90分钟后，
所有部位均在9o土rc的范围内，确认能非常快、并且精度良好地进行
力口热。
然后，将模温度调节机的设定温度设定在40。C,将赋型成型模从 9(TC冷却至40。C。结果，赋型成型模在用模温度调节机进行的冷却开 始25分钟后，所有部位均冷却至40。C以下，确-i人能非常快地冷却。 <实施例2〉 (增强纤维基材) 使用由碳纤维(东丽(抹)制T800S )构成的单向碳纤维织物(碳 纤维单位面积重量190g/cm2)作为增强纤维基材。在该增强纤维基 材的单面上附着27g / cm2以热塑性树脂为主成分的粒子状树脂材料 (玻璃化温度Tg-70。C )。 (层合体)
剪裁上述增强纤维基材并层合，准备层合体。层合体的层合构成 为碳纤维向[(45 / 0/-45/ 90 ) 4 ] s的方向取向的32层，形状为高 度是4900mm、下底440mm、上底290mm的梯形形状。需要说明的是， 括号()中的各数值表示各层中的碳纤维的取向角度(° ),括号() 后的4表示重复4次(45 / 0/-45 / 90)进行层合，括号[]后的S表 示将括号[]中的层合体进一步层合成镜面对称(S)。
28(制造预成型体) 如图3 ( A)所示，将上述层合体13配置在赋型成型模1的凸部上。
另外，准备有机硅橡胶片14,在4片该片上安装由铝制的L型角及扁杆 (厚度各为3mm)构成的护罩15。从层合体13上配置有机硅橡胶片14, 覆盖层合体13，在有机硅橡胶片14和有机硅橡胶圆棒7之间密闭。密 封后，用真空泵真空抽吸赋型成型模1和有机硅橡胶片14之间，如图3 (B)所示，将层合体13赋型为赋型成型模1的中空凸部2的形状。
赋型后，在覆盖层合体13的有机硅橡胶片14上配置热电偶，使其 能监控层合体13的温度。需要说明的是，热电偶分别以50mm的间隔 安装在与实施例1相同的位置、即中空凸部的相当于顶部的部位和相 当于侧面部的部位。
然后，从有机硅橡胶片14上确认赋型情况，确认没有褶皱或显著 的纤维弯曲等不良情况后，用实施例1中所用的隔热材料覆盖赋型成 型模l整体后，将模温度调节机的设定温度设定为92。C,与实施例l相
同地加热赋型后的层合体13。 90分钟后，确认所有部位均在9o士rc的
范围内后，在相同状态下保持2小时，制作预成型体19。
然后，将模温度调节机的设定温度设定在40。C,与实施例2相同 地冷却预成型体19。确认预成型体19整体冷却至40。C以下后，停止用 真空泵抽吸，进行大气开放，卸下有机硅橡胶片14，观察预成型体19。 结果，确认没有褶皱或纤维弯曲等不良情况，是良好的预成型体。 在长度方向间隔30mm测定中空凸部的相当于侧面部的部位的预成型 体19的厚度，结果确认所有部位的厚度均在目标厚度6.24士0.1mm的范 围内，并确认预成型体的尺寸精度也极良好。 <实施例3〉
在将实施例2得到的预成型体19配置在赋型成型模上的状态下， 如图5 (C)所示地将作为用于注入、含浸基质树脂的辅助材料的介质 20配置在该预成型体19上。另外，准备2片介质20,分别如图5(C) 所示，作为基质树脂的注入用介质连接配置在注入口8，作为抽吸用 介质连接配置在抽吸口 9。注入口 8及抽吸口 9上夹持介质20配置板21 。另外，图5(C)中未记载，在预成型体19和介质20之间配置剥离层。 剥离层是为了在基质树脂固化后使介质20不与成型品粘合一体化而 配置的辅助材料。
另外，注入口用连接器26、抽吸口用连接器27上分别安装有外径 为12mm的尼龙制管。
然后，用袋膜22覆盖预成型体19及介质20等，在袋膜22的端部配 置密封剂23,密闭赋型成型模l。另外，在覆盖预成型体的袋膜22上 配置热电偶，使其能监控层合体预成型体19的温度。需要说明的是， 热电偶分别以50mm间隔安装在与实施例l相同的位置、即中空凸部的 相当于顶部的部《立和相当于侧面部的部^立。
然后，将抽吸用管连接在真空泵上，真空抽吸用袋膜22密闭的空 间内，确认没有漏气后，将模温度调节机的设定温度设定在72。C,加 热预成型体19。
确认预成型体19加热至70。C后，从注入用管注入基质树脂。从管 注入的基质树脂蓄积在设置在赋型成型模1中的注入口8中后，通过与 注入口8连接配置的介质20,注入、含浸在预成型体19中。
确认预成型体19整体含浸基质树脂后，关闭注入用管，结束注入
基质树脂。
在结束注入基质树脂后，接着从抽吸口9进行抽吸，抽吸多余含 浸在预成型体19内的基质树脂1小时。确认多余的基质树脂通过与抽 吸口连接配置的介质，到达抽吸口9，从抽吸用管流出。
结束抽吸基质树脂后，将赋型成型模l整体与实施例l相同地用隔 热材料覆盖，将模温度调节器的设定温度设定为132。C，将含浸在预 成型体19中的基质树脂加热至130。C。
确认能够与实施例3相同地将预成型体19的所有部位均加热至 130。C士rC后，保持2小时，固化基质树脂，得到成型品。
结束固化后，将模温度调节器的设定温度设定成40。C,进行冷却， 确认成型品的所有部位均在40。C以下后，将纤维增强塑料的成型品脱 模。不仅成型品，蓄积于赋型成型模l中设置的注入口 8及抽吸口 9中
的基质树脂也固化，从而能容易脱模。
确认所得的成型品没有褶皱或纤维弯曲等不良情况，成型品的碳
纤维体积含有率Vf在目标57.5士2.5。/。的范围内。需要说明的是，碳纤 维体积含有率的测定基于JISK7075 ( 2006)的(4)硫酸测定法进行 测定。
<比4交例1 〉
(赋型成型模)
除未设置由铜管构成的配管4及配管5以及导热性材料6、由玻璃 棉构成的隔热材料10以外，制作与实施例1相同的赋型成型模。 (赋型成型模的加热及冷却试验)
与实施例l相同地在上述赋型成型模上安装热电偶，使其能用数 据记录器监控赋型成型模的加热、冷却。
在该状态下，在热风烘箱中放入赋型成型模，将烘箱设定在92。C。 另外，使用的热风烘箱的规格如下如图7所示，向垂直于赋型成型 模的长度方向的 一 个方向鼓吹热风70来加热烘箱。
90分钟后确认赋型成型模的加热状态，凸部的吹到热风侧的侧面 部60以90士5。C的精度被加热，但除此之外的部位小于85。C,确认因赋 型成型^t的位置不同加热状态不同。
因此，持续加热至所有部位均为90士5。C的范围，所有部位被加热 至该温度范围内是热风烘箱加热开始180分钟后。
<比4交例2>
制作具有与实施例1中使用的赋型成型模的中空凸部相同的外部 形状的SUS304制实心凸部。然后，如图4所示，^使用与实施例1中4吏 用的相同的铜管，在该凸部的底部设置共计6根热介质流路用配管18 。 将该凸部17与平板部3焊接一体化，制作赋型成型模16。
与实施例l相同地在该赋型成型模上设置热电偶，使其能用数据 记录器监控赋型成型模的加热、冷却。与实施例l相同，将配管18与 模温度调节机的热介质管路连接，将模温度调节机的设定温度设定为
3192°C,加热J3武型成型才莫。
90分钟后，确认赋型成型模的加热状态，所有部位均小于90。C, 确认根据部位的不同，温度差为10。C以上。然后也持续加热，从加热 开始180分钟后再次确认加热状态，所有部位均小于90°C 。
权利要求
1、一种赋型成型模，是形成中空凸部的面板部和平板部被一体化形成的纤维增强塑料的树脂传递成型用赋型成型模，其中，成为热介质流路的金属制配管通过导热性材料在所述面板部的里面成为一体化，并且橡胶制圆棒在所述平板部的赋型或成型中使用的区域的外侧成为一体化。
2、 如权利要求l所述的赋型成型模，其中，所述面板部的厚度为 lmm以上15mm以下。
3、 如权利要求1或2所述的赋型成型模，其中所述橡胶制圆棒的 直径为10mm以上1 OOmm以下。
4、 如权利要求l 3中任一项所述的赋型成型模，其中，在所述 凸部和所述橡胶制圆棒之间的所述平板部设置有树脂传递成型用基 质树脂的注入口及抽吸口 。
5、 如权利要求l 4中任一项所述的赋型成型才莫，其中，所述面 板部通过冲压加工而形成。
6、 一种预成型体的制造方法，其特征在于，使用权利要求1 5 中任一项所述的赋型成型模，通过下述工序制造树脂传递成型用预成 型体，(A) 将层合体配置在所述赋型成型模上的配置工序，所述层合 体是层合表面具有热塑性树脂及/或热固性树脂的增强纤维布帛得 到的层合体；(B) 用橡胶片覆盖所述层合体整体，密闭所述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内，将所述层合体进行赋型的赋型工序；(C )在所述配管内流入热介质，加热加压赋型后的所述层合体， 由此通过所述增强纤维布帛表面的所述热塑性树脂或/及热固性树 脂粘合所述增强纤维布帛间的加热加压工序。
7、 如权利要求6所述的预成型体的制造方法，其中，在所述(A) 配置工序中，与所述层合体一起配置成为树脂传递成型中的基质树脂 的流路的辅助材料。
8、 如权利要求6或7所述的预成型体的制造方法，其中，所述(C) 加热加压工序中，所述赋型成型模的升温速度在加热温度40。C以上 130。C以下的范围内为0.5。C /分钟以上3。C /分钟以下。
9、 一种纤维增强塑料的制造方法，其特征在于，将采用权利要 求6~ 8中任一项所述的方法得到的预成型体设置在与所述赋型成型 模不同的成型模中，将基质树脂注入、含浸、固化。
10、 一种纤维增强塑料的制造方法，其特征在于，使用权利要求 1 5中任一项所述的赋型成型模，通过下述工序进行树脂传递成型，(A) 将层合体配置在所述赋型成型模上的配置工序，所述层合 体是层合表面具有热塑性树脂或/及热固性树脂的增强纤维布帛得 到的层合体；(B) 用橡胶片覆盖所述层合体整体，密闭所述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内，将所述层合体进行赋型的赋型工序；(C) 在配管内流入热介质，加热加压赋型后的所述层合体，由 此通过所述增强纤维布帛表面的所述热塑性树脂或/及热固性树脂 粘合所述增强纤维布帛间的加热加压工序；(D) 解除所述橡胶片的密闭，在所得的预成型体没有脱模而仍 然配置在所述赋型成型模中的状态下，进一步配置用于注入、含浸基 质树脂的介质及剥离层的辅助材料配置工序；(E) 用袋膜覆盖所述预成型体、所述介质及所述剥离层，密闭 所述赋型成型模后，真空抽吸密闭空间内的装袋工序；(F) 在真空抽吸所述密闭空间内的状态下，注入基质树脂，通 过所述介质使该基质树脂含浸在所述预成型体中的树脂注入'含浸工 序；(G) 在所述配管内流入热介质，加热所述基质树脂进行固化的 树脂固化工序；(H) 将成型品从赋型成型模中脱模的脱模工序。
11、 如权利要求10所述的纤维增强塑料的制造方法，其中，在所 述(D)辅助材料配置工序中，在所述介质和所述剥离层上配置板状夹具。
12、 一种纤维增强塑料的制造方法，其特征在于，使用权利要求 1 5中任一项所述的赋型成型模，通过下述工序进行树脂传递成型，(A) 在所述赋型成型模上配置层合体和在树脂传递成型中成为基质树脂流路的介质及剥离层的配置工序，所述层合体是层合表面具有热塑性树脂或/及热固性树脂的增强纤维布帛得到的层合体；(B) 用橡胶片覆盖所述层合体整体，密闭所述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内，将所述层合体进行赋型的赋型工序；(C) 在配管内流入热介质，将赋型后的所述层合体进行加热加 压，由此通过所述增强纤维布帛表面的所述热塑性树脂或/及热固性 树脂粘合所述增强纤维布帛间的加热加压工序；(D) 解除所述橡胶片的密闭，在所得的预成型体、所述介质及 剥离层没有脱模而仍然配置在所述赋型成型模中的状态下，用袋膜覆 盖所述预成型体、所述介质及所述剥离层，密闭所述赋型成型模后， 真空抽吸密闭空间内的装袋工序；(E) 在真空抽吸所述密闭空间内的状态下，注入基质树脂，通 过所述介质将该基质树脂含浸在所述预成型体中的树脂注入'含浸工序；(F) 在所述配管内流入热介质，加热所述基质树脂进行固化的 树脂固化工序；(G) 将成型品从赋型成型模中脱模的脱膜工序。
13、 如权利要求12所述的纤维增强塑料的制造方法，其中，在所 述(E)的装袋工序中，在所述介质及所述剥离层上配置板状夹具， 然后用袋膜密闭所述赋型成型模。
14、 如权利要求10~ 13中任一项所述的纤维增强塑料的制造方 法，其中，在所述(C)加热加压工序中，所述赋型成型模的升温速 度在加热温度为40。C以上130。C以下的范围内为0.5。C/分钟以上3。C/分钟以下。
全文摘要
为了高精度、均匀地加热增强纤维基材的层合体，使用一种赋型成型模，所述赋型成型模是将形成中空凸部的面板部和平板部一体化得到的纤维增强塑料的树脂传递成型用赋型成型模，将成为热介质流路的金属制配管通过导热性材料与上述面板部的里面一体化，并且将橡胶制圆棒与上述平板部的用于赋型或成型的区域的外侧一体化。
文档编号B29C43/28GK101500774SQ200780029798
公开日2009年8月5日 申请日期2007年9月25日 优先权日2006年9月29日
发明者山本晃之助, 浅原信雄, 筱田知行 申请人:东丽株式会社