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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6409569
(24)【登録日】2018年10月5日
(45)【発行日】2018年10月24日
(54)【発明の名称】繊維強化プラスチックの製造方法
(51)【国際特許分類】
B29C 43/58 20060101AFI20181015BHJP
B29C 43/32 20060101ALI20181015BHJP
B29C 70/30 20060101ALI20181015BHJP
B29K 101/10 20060101ALN20181015BHJP
B29K 105/08 20060101ALN20181015BHJP
B29L 9/00 20060101ALN20181015BHJP
【ＦＩ】
B29C43/58
B29C43/32
B29C70/30
B29K101:10
B29K105:08
B29L9:00
【請求項の数】5
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2014-264433(P2014-264433)
(22)【出願日】2014年12月26日
(65)【公開番号】特開2016-124125(P2016-124125A)
(43)【公開日】2016年7月11日
【審査請求日】2017年10月31日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003159
【氏名又は名称】東レ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】藤田 雄三
(72)【発明者】
【氏名】武田 一朗
(72)【発明者】
【氏名】柴田 誠
【審査官】
越本 秀幸
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０５−０４２５９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−０５１０６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特公昭３７−００９３３０（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】
特開２０１４−０７３５８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−００１２９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−１１５８６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１２／００９０７６８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２９Ｃ ４３／００−４３／５８
Ｂ２９Ｃ ７０／００−７０／８８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を含むプリプレグを積層して平板状のプリプレグ積層体を形成する積層体形成工程、プリプレグ積層体を雄型に押し付けて賦形する賦形工程、および熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程を含む繊維強化プラスチックの製造方法であって、賦形工程において、プリプレグ積層体を両面から挟んで把持する把持シートの、１つの辺およびその対辺を固定する辺固定部を、辺固定部を掴んで移動する第１稼動部に接続させ、第１稼動部を、プリプレグ積層体が実質的にたわみなく雄型に押しつけられる方向へ稼動させることでプリプレグ積層体を賦形するに際し、第１稼動部の稼動速度を稼動速度の平均速度の０．９倍から１．１倍の範囲に制御するとともに、固定されたガイドＡと、雄型に向かって一方向に等速で稼動する第２稼動部に固定されたガイドＢとの交点に、第１稼動部が誘導される繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項2】
熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を含むプリプレグを積層して平板状のプリプレグ積層体を形成する積層体形成工程、プリプレグ積層体を雄型に押し付けて賦形する賦形工程、および熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程を含む繊維強化プラスチックの製造方法であって、賦形工程において、プリプレグ積層体を両面から挟んで把持する把持シートの、１つの辺およびその対辺を固定する略雄型稜線形状の辺固定部を、辺固定部を掴んで移動する略雄型稜線形状の第１稼動部に接続させ、第１稼動部を、プリプレグ積層体が実質的にたわみなく雄型に押しつけられる方向へ稼動させることでプリプレグ積層体を賦形するに際し、第１稼動部の稼動速度を稼動速度の平均速度の０．９倍から１．１倍の範囲に制御するとともに、プリプレグ積層体と雄型の接触部から第１稼動部に向かう方向に、把持シートに張力を付与し、第１稼動部と辺固定部との間に弾性体を有し、かつ、張力が弾性体の弾性率と弾性体の伸び量との積で計算される繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項3】
把持シートへ付与される張力を、張力の０．９倍から１．１倍の範囲で維持する請求項２に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項4】
固定されたガイドＡと、雄型に向かって一方向に等速で稼動する第２稼動部に固定されたガイドＢとの交点に、第１稼動部が誘導される請求項２または３に記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【請求項5】
プリプレグ積層体全域の温度が一定となるように温調する請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化プラスチックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリプレグ積層体を三次元形状に賦形する賦形工程を有する繊維強化プラスチックの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
強化繊維とマトリックス樹脂とからなる繊維強化プラスチックは、比強度、比弾性率が高く、力学特性に優れること、耐候性、耐薬品性などの高機能特性を有することなどから産業用途においても注目され、航空機、宇宙機、自動車、鉄道、船舶、電化製品、スポーツ等の構造用途に展開され、その需要は年々高まりつつある。中でも連続した強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸した中間基材であるプリプレグを積層し、オートクレーブ等で加圧成形を行うことで高品質な繊維強化プラスチックが得られる。
【0003】
オートクレーブ等による成形硬化工程の前に、プリプレグを三次元形状に追従させプリフォームとする賦形工程が、部材品質の成否を左右する重要な工程であることが知られている。主に航空機部材の積層・賦形において、三次元形状に賦形を行なうために、広幅のプリプレグを繊維方向に裁断して細幅に分割したスリットテーププリプレグを、自動機を用いて連続的に積層させるオートファイバープレースメントと呼ばれる方法が知られている（例えば、特許文献１）。スリットテーププリプレグを三次元形状に並べて賦形（テープレイアップ）することで、細幅のスリットテーププリプレグ自体は実質二次元形状に沿うだけでよく、複雑形状であっても形状追従可能としている。しかしながら、スリットテーププリプレグは細幅であるため、所望の形状に並べるために時間がかかり、生産性が低く、製造コストが高くなる上、広幅のプリプレグを裁断してスリットテーププリプレグとする工程が増えるため材料費自体も高くなるという問題があった。
【0004】
そこで安価な広幅のプリプレグを用い、かつ生産性の高い賦形工程を実現するために、予め自動機を用いて高速に平板状に積層したプリプレグ積層体を、熱を加えながらブラッダーでマンドレルに押し付けて三次元形状に賦形していく、ホットフォーミングと呼ばれる賦形法が開発されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、わずかなプロセス条件のズレや材料のばらつきに敏感で、しばしば賦形中にシワが発生する問題があった。そのシワは硬化後にも欠陥として引き継がれ、成形品としての構造強度が低下する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開２００９／０５２２６３号公報
【特許文献2】国際公開９６／０６７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、かかる背景技術に鑑み、シワの発生しない最適な条件で再現性よくプリプレグ積層体を賦形可能な賦形工程を有する繊維強化プラスチックの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を講ずるものである。すなわち、熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を含むプリプレグを積層して平板状のプリプレグ積層体を形成する積層体形成工程、プリプレグ積層体を雄型に押し付けて賦形する賦形工程、および熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程を含む繊維強化プラスチックの製造方法であって、賦形工程において、プリプレグ積層体を両面から挟んで把持する把持シートの、１つの辺およびその対辺を固定する辺固定部を、辺固定部を掴んで移動する第１稼動部に接続させ、第１稼動部を、プリプレグ積層体が実質的にたわみなく雄型に押しつけられる方向へ稼動させることでプリプレグ積層体を賦形するに際し、第１稼動部の稼動速度を稼動速度の平均速度の０．９倍から１．１倍の範囲に制御するとともに、固定されたガイドＡと、雄型に向かって一方向に等速で稼動する第２稼動部に固定されたガイドＢとの交点に、第１稼動部が誘導される繊維強化プラスチックの製造方法である。また、熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を含むプリプレグを積層して平板状のプリプレグ積層体を形成する積層体形成工程、プリプレグ積層体を雄型に押し付けて賦形する賦形工程、および熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程を含む繊維強化プラスチックの製造方法であって、賦形工程において、プリプレグ積層体を両面から挟んで把持する把持シートの、１つの辺およびその対辺を固定する略雄型稜線形状の辺固定部を、辺固定部を掴んで移動する略雄型稜線形状の第１稼動部に接続させ、第１稼動部を、プリプレグ積層体が実質的にたわみなく雄型に押しつけられる方向へ稼動させることでプリプレグ積層体を賦形するに際し、第１稼動部の稼動速度を稼動速度の平均速度の０．９倍から１．１倍の範囲に制御するとともに、プリプレグ積層体と雄型の接触部から第１稼動部に向かう方向に、把持シートに張力を付与し、第１稼動部と辺固定部との間に弾性体を有し、かつ、張力が弾性体の弾性率と弾性体の伸び量との積で計算される繊維強化プラスチックの製造方法である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、プリプレグ積層体を最適な賦形条件で再現性よく賦形を行うことができ、高品質な繊維強化プラスチックを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】プリプレグ積層体を把持シートで挟み、把持シートを辺固定部により固定し、辺固定部を第１稼動部で掴んだ様子の概念図である。
【図4】凹形状の壁面を有する雄型の概念図である。
【図5】凸形状の壁面を有する雄型の概念図である。
【図6】凹形状と凸形状の組み合わさった壁面を有する雄型の概念図である。
【図8】ガイドＡ，ガイドＢを用いた賦形において、賦形前の様子を示した、賦形装置の略中央の断面図である。
【図10】雄型および第１稼動部の略中央部断面の概念図である。
【図11】実施例１に係るガイドＢ１６−ａの形状を示す概略図である。
【図12】実施例１に係る雄型の形状を示す概略図である。
【図13】実施例１で係る方法で賦形されたプリプレグ積層体を示す概略図である。
【図14】比較例１に係る賦形装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明者らは、熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を含むプリプレグを複数枚積層したプリプレグ積層体を雄型に押し付けて形状追従させる賦形工程において、安定して高品質なプリフォームを製造するために、シワ発生のメカニズムの検証を行った。その結果、シワを抑制するためには、プリプレグ積層体の層間が滑らかに滑ること、各層のプリプレグが面内でせん断変形しやすいこと、各層のプリプレグの曲げ剛性が高いことが重要であることを見出した。加えて、温度を上げることでプリプレグは面内でせん断変形が起きやすくなるが、曲げ剛性は低下してしまう、等のトレードオフの関係があり、賦形する形状や材料特性によってシワ発生の可能性を最小限とする、上記プリプレグ特性をバランスよく満たした最適なプロセス条件が存在することがわかった。賦形中に最適なプロセス条件を持続するために、上記プリプレグ特性を賦形工程中に変化させないことが好ましい。プリプレグ特性に影響を与える因子には、プリプレグに与える温度があり、粘弾性体であるプリプレグの上記特性には速度依存性があるため賦形速度も重要である。したがって、最適な温度・速度を保ち賦形を行なうことが好ましい。
【0011】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照し詳細に説明する。
【0012】
プレプレグは、炭素繊維などの強化繊維に、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸して得られる。強化繊維は、一方向に配列した状態であっても、織物などの形態であってもよい。熱硬化性樹脂は通常、モノマー成分以外に、硬化剤が加えられていて熱硬化性が発現するようになっている。斯かるプリプレグは、一般に市販されている。
【0013】
積層体形成工程は、複数枚のプリプレグを積層して平板状のプリプレグ積層体を形成する工程である。プリプレグ積層体は、厚みが一定でもよいが、場所によって積層数が異なりプライドロップを含んでいてもよい。プリプレグを積層する際は、シート状のゴム等の弾性体で挟まれた空間にプリプレグ積層体を置き、その空間を真空引きすることでプリプレグ同士の密着を強めてもよい。プリプレグを１枚重ねる度に真空引きを行ってもよく、全てのプリプレグを積層した後に真空引きを行なってもよい。プリプレグ積層体は、平板状であるため、賦形工程を経て所望の形状のプリフォームに賦形され、硬化工程により繊維強化プラスチックが製造される。
【0014】
賦形工程は、プリプレグ積層体を雄型に押し付けて賦形して、プリフォームを得る工程である。図１、図２は積層体形成工程により得たプリプレグ積層体１を、例えば航空機構造部材の一つ、スパーのようなＣ型断面形状のプリフォームに賦形する賦形工程の一例を示している。プリプレグ積層体１は、プリプレグ積層体１を両面から挟む把持シート２によって把持されている。把持シート２は汎用のバグフィルムでもよく、把持シート２間を密閉空間とし、密閉空間を真空ポンプなどで脱気することで圧力を下げ、プリプレグ積層体１を大気圧との差圧で加圧しながら賦形を行なってもよい。また、プリプレグ積層体１と把持シート２とは接していてもよいが、プリプレグ積層体１と把持シート２の間に離型フィルムやシリコーンラバー等の副資材を挿入してもよい。
【0015】
図１のように、把持シート２は把持シート２の１つの辺およびその対辺を固定する辺固定部３により固定されている。対辺とは、４辺形などにおいて向かい合った辺を意味する。辺固定部３は、プリプレグ積層体１を挟む２枚の把持シート２を把持するクリップ状でもよく、ボルト等を用いて固定する機構を有していてもよい。辺固定部３は、辺固定部３を掴んで移動する第１稼動部４に接続する。各辺に複数に分割された辺固定部を設け、複数の第１稼動部に接続させてもよい。
【0016】
このように把持されたプリプレグ積層体１を、図２に示す断面図のように、第１稼動部４を稼動方向６へ稼動させ、賦形を行なう。稼動方向６は、プリプレグ積層体１が実質的にたわみなく雄型５に押しつけられる第１稼動部４の稼動方向である。ここで、実質的にたわみのない状態とは、プリプレグ積層体１、把持シート２の自重を除いた要因によるたわみがない状態を意味する。また、第１稼動部４は、辺固定部３を稼動方向６に動かすことのできる装置であり、ロボットのアームでもよい。第１稼動部４を稼動方向６へ略一定の速度、すなわち平均速度の０．９倍から１．１倍の範囲の速度に制御することで、最適なプロセス条件として選定された速度での賦形を実行できる。本発明において、第１稼動部４の速度は、第１稼動部４の略中央部の速度で定義する。
【0017】
さらに、本発明の好ましい実施態様として、第１稼動部４を稼動させる際に、把持シート２を介してプリプレグ積層体１に引張荷重を付与するため、プリプレグ積層体１と雄型の接触部８から第１稼動部４に向かう方向９への引張荷重を把持シート２に付与するのがよい。接触部８は、賦形中のプリプレグ積層体１における雄型５との接触端部を示している（実際にはプリプレグ積層体１は把持シート２を介して雄型５と接触している）。シワ発生の原因はプリプレグ積層体内に発生する圧縮荷重であるため、張力を付与することはシワの抑制に効果がある。好ましくは、張力は、最適なプロセス条件を崩さないために、略一定、すなわち張力の平均値の０．９倍から１．１倍に保つのがよい。
【0018】
さらに、本発明の好ましい実施態様として、把持シート２へ略一定の張力を付与するために、図３のように辺固定部１０および第１稼動部１１を、互いに並行な略雄型稜線形状のものとし、弾性体１２を辺固定部１０と第１稼動部１１の間に設け、弾性体１２が伸びることで把持シート２に張力が作用する機構を有するのがよい。辺固定部１０および第１稼動部１１は雄型壁面７の稜線に合わせて直線形状や湾曲させた形状でもよい。具体的には、図４で示す、雄型の内側に向かって湾曲した凹形状の雄型稜線１３−ａに対しては凹形状の辺固定部１０および第１稼動部１１とするのがよく、図５で示す、雄型の外側に向かって湾曲した凸形状の雄型稜線１３−ｂに対しては、凸形状の辺固定部１０および第１稼動部１１とするのがよい。また、図６で示す、凸形状と凹形状の組み合わさった雄型稜線１３−ｃに対しては、凹形状と凸形状の組み合わさった形状の辺固定部１０および第１稼動部とするのがよい。雄型への押圧力を上げるために、雄型稜線の凹形状部に対しては雄型稜線よりもさらに雄型の内側へ湾曲させ、雄型稜線の凸形状部に対しては雄型稜線よりも直線に近い形状としてもよい。例えば、雄型の稜線が曲率で表される場合、その曲率よりも０.９〜１．１倍大きな曲率を辺固定部１０および第１稼動部１１に持たせてもよい。弾性体１２を伸ばす際は、上記と同様、図７に示すようにプリプレグ積層体１と雄型５の接触部８から第１稼動部１１に向かう方向への引張荷重を把持シート２に付与することが好ましい。また、弾性体とは、ゴムやバネなど、弾性を有し伸びやすい材質を意味している。弾性体１２が平板状の場合で把持シート２自体の弾性率が十分高く伸び量を無視できるとすれば、基本的には張力は弾性体１２の弾性率と弾性体１２の伸び量との積で計算できるが、弾性体１２の幅と把持シート２の幅が異なる場合、張力は式（１）で計算できる。
【0019】
【数1】
【0020】
バネのように把持シート２に付与される荷重がバネの個数に依存する場合は、把持シート２に与えられる単位幅あたりの張力は式（２）で計算できる。このような張力の定量化は、賦形の再現性を高めることに寄与する。
【0021】
【数2】
【0022】
さらに、本発明の好ましい実施態様として、固定されたガイドＡと、プレス機など、雄型に向かって一方向に等速で稼働する第２稼動部にガイドＢを固定し、ガイドＡとガイドＢの交点に第１稼動部を誘導させ、賦形を行なうのがよい。これにより、工作用ロボットなど大型投資を行なうことなく最適な賦形条件である速度を賦形工程中一定とすることができる。具体的には、図８、図９のように、第１稼動部１０を誘導し固定されたガイドＡ１４と、上下に稼動する第２稼動部１５に取り付けるガイドＢ１６（図８、図９において右側のガイドＢ１６を便宜上１６−ａ、左側を１６−ｂと称する）を準備する。ガイドＡは雄型に固定されていてもよい。図８、図９に示すように、第１稼動部１１はガイドＡ１４とガイドＢ１６の重なる箇所に誘導されるよう設計する。第２稼動部１５が下方向１７に動いた際、図９に示すように、ガイドＡ１４とガイドＢ１６の重なる箇所はガイドＡ１４に沿って移動し、それに伴い第１稼動部１１も誘導される。第１稼動部は稼動部自身に稼動機構を有していなくてもよい。ガイドＡ１４の形状は円形の円弧、または楕円形の円弧であることが好ましい。ガイドＡおよびガイドＢは第１稼動部の動きを安定させるために複数個所設けてもよく、全てのガイドＡまたはガイドＢの形状は同一である必要はない。
【0023】
本実施形態は、プリプレグ積層体を雄型に押すつける際に、プリプレグ積層体に生じる角部での曲げ角速度や第２稼動部の速度に対応した治具を自由に設計できることも利点の一つである。図１０は雄型５および第１稼動部１１の略中央部の断面図の概念図であり、図１０において雄型の壁面を表す直線と１８と雄型の上面を含む直線１９の交点と、点で示されている第１稼動部１１を通る直線２０と、直線１９のなす角を、曲げ角２１とする。また、曲げ角速度は曲げ角２１における角速度とする。例えば、ガイドＡ１４の形状が半径Ｌ（ｍｍ）の円形の円弧である場合、第２稼動部の速度Ｖ（ｍｍ／ｍｉｎ），目標とする曲げ角速度Ｃ（°／ｍｉｎ）を用いて、ガイドＢ１６−ａの形状をｘｙ平面上で式（３）および式（４）により表される形状で決定することができる。ここで、ｔは時間(ｍｉｎ)を表し、ｔは０から、９０／Ｃの範囲である。雄型５や賦形されるプリプレグ積層体１が左右対称の場合は、ガイドＢ１６−ｂとガイドＢ１６−ａの形状は左右対称であるのが好ましい。
【0024】
【数3】
【0025】
【数4】
【0026】
さらに、本発明の好ましい実施態様として、賦形の再現性をさらに向上させるために、プリプレグ積層体全域の温度を均一に保つことがよい。ここでプリプレグ積層体全域の温度が均一とは、プリプレグ積層体内の最大温度と最低温度の差が２０℃以内であることを意味する。例えば層間の滑りやすさは温度によって異なるため、局所的に温度が不適切な場所があれば、層間が滑らず、シワが発生する可能性がある。温調されたチャンバ内で一定時間加熱した後に賦形を実施してもよいし、賦形中もチャンバ内で保温してもよい。輻射ヒーターや接触型のヒーターなどで加熱しながら賦形してもよい。温度の測定は熱電対により把持シートの外側から間接的に測定してもよく、非接触温度計を用いてもよい。
【0027】
賦形工程を経て得られたプリフォームについて、熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程を経ることによって、繊維強化プラスチックが製造される。硬化工程は、プリフォームを熱硬化性樹脂が硬化する温度に晒すことで行われ、通常、プリフォームを加熱することで行われる。プリフォームが雄型に押し付けられた状態で加熱を行なってもよい。把持シートで囲まれた空間を真空ポンプと繋がった密閉空間とし、真空引きをしながら硬化させてもよい。熱源は輻射ヒーターや接触型のヒーターなどでもよく、雄型自身が加熱される機構を有していても良い。
【実施例】
【0028】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、実施例に記載の発明に限定されるものではない。
【0029】
（実施例１）ガイドＡおよびガイドＢを用いる方法で賦形を行なった。まず、東レ（株)製プリプレグ（Ｐ２３５２Ｗ−１９）を繊維方向に対して０度および４５度方向に１５０ｍｍ×１５０ｍｍのサイズでカットし、一枚ずつ擬似等方積層[＋４５／０／９０／−４５]２ｓに積層し、平板状のプリプレグ積層体を作成した。プリプレグ積層体を把持する把持シートは汎用のバグフィルムとし、副資材としてシリコーンラバーとＦＥＰ（４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体）フィルムを準備した。バグフィルムのサイズは２００ｍｍ×２００ｍｍ、シリコーンラバーとＦＥＰフィルムはプリプレグ積層体と同サイズとし、バグフィルム／シリコーンラバー／ＦＥＰフィルム／プリプレグ積層体／ＦＥＰフィルム／シリコーンラバー／バグフィルムの順番になるようにバグフィルムでプリプレグ積層体を挟んだ。シーラントと呼ばれる粘着材を用いてバグフィルム間を接着させ、バグフィルムで挟まれた空間を密封空間とした。ただし、バグフィルムの１つの辺の中央の、シーラントとバグフィルムの間に１箇所直径３ｍｍのホースを差し込み、真空ポンプとつなげ、賦形が完了するまで前記密封空間内の気圧を１００Ｐａまで低下させた状態を保持した。ガイドＡの形状は半径１００ｍｍの円形の円弧とし、ガイドＢ１６−ａに相当するガイドＢの形状は、Ｌ＝１００ｍｍ、Ｖ＝２０ｍｍ／ｍｉｎ、Ｃ＝１０°／ｍｉｎとして式（３）および式（４）により計算された、図１１に示す形状とした。このガイドＢの形状を用いることで、第２稼動部の速度が２０ｍｍ／ｍｉｎのときに、前記角速度が１０°／ｍｉｎとなる。また、第２稼動部の速度Ｖを変更した場合の前記角速度Ｃは、Ｃ＝２Ｖで計算することができる。ガイドＡおよびガイドＢは雄型壁面７とは別の面である雄型の１つの面２３と、面２３の対面である面２４に、それぞれ図８に示した断面図と同様に雄型の両サイドに取り付けた。このガイドＢを用いて、図１２に示したステンレス製の雄型に押し付けてＣ＝４５°／ｍｉｎつまり、２分で賦形が完了するように、Ｃ字型へ賦形を行なった。図１２の雄型の壁面は凹形状の緩やかな曲面となっている。辺固定部１０および第１稼動部１１も雄型稜線の形状にあわせ、図１３に示した湾曲した棒状のものを用いた。辺固定部１０と第１稼動部１１の間にはバネ定数が０．４９Ｎ／ｍｍのバネ２２を片側１０個ずつとりつけると、バネ２２が１．２ｍｍ伸びた状態で賦形を行なえる。このとき、バグフィルムには０．０５９Ｎ／ｍｍの張力が付与されている。賦形前にプリプレグ積層体をシートヒーターにより６０℃に加熱しておき、室温下で設置されている雄型にすばやく移動してセットし、上記速度で賦形を行なった。賦形後は、得られたＣ字型のプリフォームを雄型と共に１８０℃に加熱したチャンバ内に移動させ、バグフィルムで挟まれた密閉空間内の圧力を１００Ｐａで維持したまま、２時間保持し、Ｃ字型の繊維強化プラスチックを製造した。５枚のプリプレグ積層体を準備し賦形を行なったところ、シワのない高品位なＣ字型の繊維強化プラスチックが４枚得られた。シワの発生した１枚については、幅方向に対して中央の角部でプリプレグ積層体の雄型と接触する面に円弧状のシワが発生していた。他の４つに比べ、温調したプリプレグ積層体の雄型へのセットが遅れ、プリプレグ積層体温度が最適な範囲を外れてしまった可能性がある。
【0030】
（実施例２）賦形工程での加熱手段を除いては、実施例１と同様にして繊維強化プラスチックを製造した。すなわち、賦形前にプリプレグ積層体をシートヒーターにより６０℃に加熱する加熱手段に代えて、予め６０℃に加熱したチャンバ内で雄型を加熱しておき、プリプレグ積層体も全域が６０℃となるようにチャンバ内に１０分保持する加熱手段を採用した後で、実施例１と同じガイドＡ、ガイドＢおよび雄型を用いてチャンバ内で賦形を行ない、賦形後は１８０℃まで昇温させ２時間保持し、繊維強化プラスチックを製造した。５枚のプリプレグ積層体を準備し賦形を行なったところ、５枚ともシワの発生はなく、高品位な繊維強化プラスチックが製造された。
【0031】
（比較例１）図１４に示す装置で、実施例１で得たプリプレグ積層体の賦形および硬化を行なった。図１２に示した雄型およびプリプレグを含む密閉空間２６と非表示の真空ポンプを接続し、真空ポンプとの接続口２７を介して密閉空間２６の気圧を１００Ｐａまで下げることにより、気圧差により膨張バッグ２５が雄型２８に押し付けられ、プリプレグ積層体がＣ字型に賦形される。密閉空間２６は図示していない加熱手段によって、温調が可能である。プリプレグ積層体１は、図示していない把持シートで密閉されており、内部を真空引きした状態で保持されている。真空ポンプを起動させ、実施例１と同様に雰囲気温度が６０℃に加熱された密閉空間２６内で２分でＣ字型へと賦形が完了するように賦形を行なった。その結果、真空ポンプを起動させると同時にプリプレグ積層体が雄型に押し付けられ賦形が始まったが、曲げ角速度は制御できなかった。賦形後は真空ポンプを起動させたまま密閉空間２６内を１８０℃に加熱後、２時間保持し、プリフォームを硬化させた。Ｃ字型へ製造された繊維強化プラスチックの角部の内側にはひだ状のシワが５枚中５枚とも発生していた。
【符号の説明】
【0032】
１：プリプレグ積層体２：把持シート
３：辺固定部
４：第１稼動部
５：雄型
５−ａ：凹形状の壁面を有する雄型
５−ｂ：凸形状の壁面を有する雄型
５−ｃ：凹形状と凸形状の組み合わさった壁面を有する雄型
６：第１稼動部の稼動方向
７：雄型壁面
８：プリプレグ積層体と雄型の接触部
９：張力を付与する方向
１０：略雄型稜線形状の辺固定部
１１：略雄型稜線形状の第１稼動部
１２：弾性体
１３−ａ：凹形状の雄型稜線
１３−ｂ：凸形状の雄型稜線
１３−ｃ：凹形状と凸形状の組み合わさった雄型稜線
１４：ガイドＡ
１５：第２稼動部
１６−ａ：ガイドＢ 右側
１６−ｂ：ガイドＢ 左側
１７：第２稼動部の移動方向
１８：雄型５の略中央断面における壁面を示す直線
１９：雄型５の略中央断面における上面を含む直線
２０：直線１８と直線１９の交点と、第１稼動部１１を含む直線
２１：曲げ角
２２：バネ
２３：雄型の１つの面
２４：面２３の対面
２５：膨張バッグ
２６：密閉空間
２７：真空ポンプとの接続口
２８：図１２の雄型の断面図