特許 6591661 複合材の製造方法

(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】6591661

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16日

(54)【発明の名称】複合材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 43/12 20060101AFI20191007BHJP

   B29C 43/32 20060101ALI20191007BHJP

   B29C 70/16 20060101ALI20191007BHJP

   B29C 70/44 20060101ALI20191007BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20191007BHJP

【ＦＩ】

   B29C43/12

   B29C43/32

   B29C70/16

   B29C70/44

   B29K105:08

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-510647(P2018-510647)

(86)(22)【出願日】2017年4月5日

(86)【国際出願番号】JP2017014293

(87)【国際公開番号】WO2017175809

(87)【国際公開日】20171012

【審査請求日】2018年7月23日

(31)【優先権主張番号】特願2016-77126(P2016-77126)

(32)【優先日】2016年4月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】武野 和馬

(72)【発明者】

【氏名】前田 光敏

(72)【発明者】

【氏名】▲徳▼冨 寛

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 哲也

【審査官】 浅野 昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１４０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０７１４２２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４１／００−４１／５２

Ｂ２９Ｃ ７０／００−７０／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形型の上に配置された強化繊維基材の上に樹脂組成物が透過する網状シートを載せる配置工程と、
前記成形型の上に配置された前記強化繊維基材及び前記網状シートをバッグフィルムで覆い、前記バッグフィルムと前記成形型の間に密閉された成形空間を形成させる被覆工程と、
前記成形空間の内部に前記樹脂組成物を注入して前記強化繊維基材に含浸させる注入・含浸工程と、
前記強化繊維基材に含浸した前記樹脂組成物を硬化させる樹脂硬化工程と、を備え、
前記網状シートは、
複数の縦糸と緯糸が格子状に配置されており、
前記配置工程において、
前記網状シートを、前記強化繊維基材の角部に対して前記縦糸と前記緯糸が鋭角をなすように、前記網状シートを前記強化繊維基材に載せてから、前記強化繊維基材から張り出す前記網状シートを折り曲げる、
ことを特徴とする複合材の製造方法。

【請求項2】

前記鋭角が４０度〜５０度である、
請求項１に記載の複合材の製造方法。

【請求項3】

前記網状シートは、
平面視して四角形の形状をなしており、前記四角形を区画する周縁に対して、前記縦糸と前記緯糸が鋭角をなし、
前記配置工程において、
前記網状シートを、前記網状シートの前記周縁と前記強化繊維基材の角部とが平行をなすように前記強化繊維基材に載せてから、前記強化繊維基材から張り出す前記網状シートを折り曲げる、
請求項１に記載の複合材の製造方法。

【請求項4】

前記網状シートは、
平面視して四角形の形状をなしており、前記四角形を区画する周縁に対して、前記縦糸と前記緯糸が鋭角をなし、
前記配置工程において、
前記網状シートを、前記網状シートの前記周縁と前記強化繊維基材の角部とが平行をなすように前記強化繊維基材に載せてから、前記強化繊維基材から張り出す前記網状シートを折り曲げる、
請求項２に記載の複合材の製造方法。

【請求項5】

前記網状シートは、
平面視して四角形の形状をなしており、前記四角形を区画する周縁に対して、前記縦糸と前記緯糸が直交し、
前記配置工程において、
前記網状シートを、前記網状シートの前記周縁と前記強化繊維基材の角部と鋭角をなすように前記強化繊維基材に載せてから、前記強化繊維基材から張り出す前記網状シートを折り曲げる、
請求項１に記載の複合材の製造方法。

【請求項6】

前記網状シートは、
平面視して四角形の形状をなしており、前記四角形を区画する周縁に対して、前記縦糸と前記緯糸が直交し、
前記配置工程において、
前記網状シートを、前記網状シートの前記周縁と前記強化繊維基材の角部と鋭角をなすように前記強化繊維基材に載せてから、前記強化繊維基材から張り出す前記網状シートを折り曲げる、
請求項２に記載の複合材の製造方法。

【請求項7】

前記被覆工程の後に、前記成形空間内も真空引きする真空吸引工程を有し、
前記注入・含浸工程が、真空とされた前記成形空間の内部で行われることを特徴とする、
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の複合材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合材の製造方法に関するものであり、特に、航空機部品等の大型の複合材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

繊維強化プラスチック（ＦＲＰ；Fiber Reinforced Plastics）は、軽量かつ、機械的強度に優れているため、航空機、風車ブレード、自動車、船舶、鉄道車両等の構造部材に使用されている。
繊維強化プラスチックを成形する方法の一つとして、例えば特許文献１に示される真空補助樹脂注入成形法（ＶａＲＴＭ；Vacuum assisted Resin Transfer Molding）が知られている。

【0003】

ＶａＲＴＭ法は、成形型に複数枚の強化繊維基材を積層して配置し、樹脂含浸効率を上げるために強化繊維基材を樹脂拡散用の網状シートであるパスメディアで覆い、さらに強化繊維基材とパスメディアを被覆材であるバッグフィルムで覆う。そして、バッグフィルム内を所定の真空度にまで減圧させることでバッグフィルムの内側に樹脂組成物を注入して、強化繊維基材に含浸させ、次いで含浸させた樹脂を硬化させる。
このＶａＲＴＭ法は、オートクレーブ成形法で用いるオートクレーブ等の大掛かりな設備が不要であることから、航空機部品のように大型の複合材を製造する方法として、広く普及している。

【0004】

そして、ＶａＲＴＭ法は、日々改良が行われており、例えば特許文献１には、ＶａＲＴＭ法を用いた複合材製品の製造方法であって、強化繊維基材を封入するバッグフィルムの内部に強化繊維が配置されたシリコンバッグを用いることにより、作業効率及び品質を向上させることができる複合材の製造方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５１３８５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、航空機用の複合材では、良好な、つまり滑らかな、表面性状を有することが要求される。
しかし、強化繊維基材が強化繊維の織物からなり、繊維のある部分とない部分で谷・山が存在するので、樹脂含浸工程において、含浸された樹脂組成物がそのまま硬化すると、谷の部分と山の部分が凹凸となって残る。この凹凸は、バッグフィルムに対向する面側に生ずるが、強化繊維基材のバッグフィルムに対向する面側を適度な剛性を有するフィルム、網等のシート材で覆い、シート材と強化繊維基材の隙間を樹脂組成物が埋めることで、解消できる。

【0007】

一方で、強化繊維基材をシート材で覆うには、積層された強化繊維基材の周縁をなす角部でシート材を折り曲げる必要がある。ところが、剛性の高いシート材を用いると、角部に倣ってシート材を折り曲げることが難しくなる。このように形状追従性の劣るシート材を、その一部に荷重を付加して強引に折り曲げると、折り曲げられた領域の中で局所的にシート材の当たりの強い位置と弱い位置が生じ、成形品の角部及び角部の近傍において、ＦＲＰ成形後の強化繊維の含有率にばらつきが生じる。

【0008】

以上より本発明は、剛性の高いシート材を用いても、角部におけるシート材の折り曲げが容易な、複合材の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の複合材の製造方法は、成形型の上に配置された強化繊維基材の上に樹脂組成物が透過する網状シートを載せる配置工程と、成形型の上に配置された強化繊維基材及び網状シートをバッグフィルムで覆い、バッグフィルムと成形型の間に密閉された成形空間を形成させる被覆工程と、成形空間の内部に樹脂組成物を注入して強化繊維基材に含浸させる注入・含浸工程と、強化繊維基材に含浸した樹脂組成物を硬化させる樹脂硬化工程と、を備え、網状シートは、複数の縦糸と緯糸が格子状に配置されており、配置工程において、網状シートを、強化繊維基材の角部に対して縦糸と緯糸が鋭角をなすように、網状シートを強化繊維基材に載せてから、強化繊維基材から張り出す網状シートを折り曲げる、ことを特徴とする。

【0010】

本発明の複合材の製造方法において、網状シートの縦糸及び緯糸と強化繊維基材の角部のなす鋭角が４０度〜５０度である、ことが好ましい。

【0011】

本発明の複合材の製造方法において、網状シートは、平面視して四角形の形状をなしており、四角形を区画する周縁に対して、縦糸と緯糸が鋭角をなし、配置工程において、網状シートを、網状シートの周縁と強化繊維基材の角部とが平行をなすように強化繊維基材に載せてから、強化繊維基材から張り出す網状シートを折り曲げる、ことが好ましい。

【0012】

本発明の複合材の製造方法において、網状シートは、平面視して四角形の形状をなしており、四角形を区画する周縁に対して、縦糸と緯糸が直交し、配置工程において、網状シートを、網状シートの周縁と強化繊維基材の角部と鋭角をなすように強化繊維基材に載せてから、強化繊維基材から張り出す網状シートを折り曲げる、ことが好ましい。

【0013】

本発明の複合材の製造方法において、被覆工程の後に、成形空間内も真空引きする真空吸引工程を有し、注入・含浸工程が、真空とされた成形空間の内部で行われる、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明の複合材の製造方法によれば、剛性の高い網状シートを用いたとしても、角部における網状シートの折り曲げが容易である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（ａ）は、ＶａＲＴＭ法を適用した本実施形態の成形方法において、被覆工程までを示す断面図であり、（ｂ）は、樹脂硬化工程までを示す断面図であり、（ｃ）は成形された複合材を示す部分断面図である。

【図2】バッグ面平滑シートを強化繊維基材の上に載せた状態を示す斜視図である。

【図3】（ａ）は、縦糸と緯糸が辺に対して鋭角をなすバッグ面平滑シートを示す平面図であり、（ｂ）は、縦糸と緯糸が辺に対して直交するバッグ面平滑シートを示す平面図である。

【図4】図３（ａ）における縦糸と緯糸の一部を拡大して示す図である。

【図5】バッグ面平滑シートにおける強化繊維の配置角度と、バッグ面平滑シートのＸ方向とＹ方向の弾性率の差を示すグラフである。

【図6】図２の一部拡大図である。

【図7】バッグ面平滑シートを強化繊維基材の角部で折り曲げたときの当たりの強さを示し、（ａ）は本実施形態を示す図であり、（ｂ）は比較例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態は、図１（ｃ）に示すように、複数の強化繊維基材２からなる積層体１１０と、積層体１１０に含浸された樹脂組成物Ｃが硬化してなるマトリックス樹脂１２０とを有する、複合材１００の製造方法に関する。
なお、本実施形態は、本発明にＶａＲＴＭ法を適用した例に関するものである。また、本明細書及び特許請求の範囲において、「樹脂組成物」との表現は、未だ硬化されていない状態を特定する際に用い、すでに硬化されている場合の「樹脂」と区別されるものである。

【0017】

以下に、複合材１００の製造方法について説明する。
［配置工程］
先ず、図２に示すように、成形型１の上に矩形のシート状の強化繊維基材２を所定の枚数だけ重ねる。強化繊維基材２が積層された積層体１１０が外観状は直方体をなしている。積層体１１０の上面と４つの側面は、各々角部１１１を介して繋がっている。そして、図１（ａ）に示すように、積層体１１０の上にピールプライ３（離型シート）、ピールプライ３の上にバッグ面平滑シート４を配置する。さらに、バッグ面平滑シート４の上にパスメディア５を配置する。
バッグ面平滑シート４とパスメディア５は、ともに樹脂組成物Ｃが透過する網状シート材であるが、バッグ面平滑シート４は複合材１００のバッグフィルム６に対向する面を平滑にすることを主目的にするのに対して、パスメディア５は積層体１１０に樹脂組成物Ｃを一様に迅速に浸透させることを主目的とする。

【0018】

成形型１は、鉄系の金属材料、例えばＪＩＳ ＳＳ４００などの構造用鋼、ＪＩＳ ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼、３６質量％Ｎｉ−Ｆｅの典型組成を有するインバー合金から構成される。もっとも、その機能を発揮する限り、成形型１を構成する材質は任意であり、石こう、繊維強化プラスチックなどを用いることができる。成形型１は、本実施形態では強化繊維基材２を載せる面が平坦な直方体状をなしているが、製造したい複合材１００の形状に応じて、その形状が特定される。

【0019】

強化繊維基材２は、例えば、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等の公知の任意の繊維から構成される。

【0020】

ピールプライ３は、バッグ面平滑シート４及びそれよりも上層のパスメディア５、バッグフィルム６を、図１（ｃ）に示す成形された複合材１００から剥離するために設けられる。
ピールプライ３は、後述する成形空間Ｓの内部に注入される樹脂組成物Ｃが透過可能で、かつ離形性を有する化学繊維からなる織物で構成される。

【0021】

バッグ面平滑シート４は、注入口８から注入された樹脂組成物Ｃが透過することを前提とし、適度な剛性を備え、複合材１００のバッグフィルム６に対向する面を平滑にする平滑性を備える。
バッグ面平滑シート４は、図３（ａ）に示すように、表裏を貫通する複数の網目４６が形成される網状のシートからなる。注入された樹脂組成物Ｃは、バッグ面平滑シート４の網目４６を通って強化繊維基材２に含浸する（図１（ｂ）参照）。
バッグ面平滑シート４は、平滑性を備えるために網目４６の開口寸法（メッシュ）がパスメディア５よりも小さく設定される。

【0022】

バッグ面平滑シート４は、図３（ａ）に示すように、平面視で四角形をなしているが、本実施形態においては、直方体状の積層体１１０の上に配置することを考慮して、図２に示すように、積層体１１０の上面に載せられる本体４１と、本体４１を区画する四つの周縁４５のそれぞれから張り出す四つの折り曲げ部４２を有している。なお、図２は、理解を容易にするため、ピールプライ３の記載を省略している。

【0023】

バッグ面平滑シート４は、積層体１１０に載せてから、積層体１１０の角部１１１に対応する、それぞれの折り曲げ部４２を本体４１との境界部分（周縁４５）から下向きに折り曲げることにより、折り曲げ部４２を積層体１１０の側面に接触させる。

【0024】

さらに、バッグ面平滑シート４には、図３（ａ）に示すように、表面に、縦糸４３と緯糸４４が格子状に設けられている。この縦糸４３と緯糸４４は、バッグ面平滑シート４に剛性を付与するための手段である。縦糸４３及び緯糸４４は、バッグ面平滑シート４に付け加えられた強度付与材である。

【0025】

縦糸４３及び緯糸４４は、図３（ａ）に示すように、それぞれが平行に引き揃えられている。縦糸４３と緯糸４４は交差しており、ここでは直交して格子状に配置される例を示している。
そして、それぞれの縦糸４３は、バッグ面平滑シート４の周縁４５との角θ１が鋭角を形成するように配置されると、それぞれの緯糸４４も、縦糸４３と同様に周縁４５との角θ２が鋭角を形成するように配置されている。本実施形態では、角θ１と角θ２が４５度で一致する例を示している。
このように、角θ１と角θ２の一方が鋭角の場合には、他方も鋭角である。本明細書および特許請求の範囲において、鋭角とは、角θ１と角θ２の両方が鋭角であることをいう。本明細書において角θ１と角θ２のどちらか一方を指して鋭角であるとしている場合も同様である。

【0026】

角θ１及び角θ２は、４０度〜５０度であることが好ましい。図５に示すように、角θ１が４０度〜５０度（角θ２が５０度〜４０度）の範囲内の場合は、バッグ面平滑シート４は、図６に示すＸ方向、Ｙ方向の両方に、所望の伸縮性を有することになる。それにより、図６に示すように、折り曲げ部４２を下向きに折り曲げる際に、角部１１１と接している箇所が、適度に伸び、積層体１１０に不均一な強さで当たるのを防ぎ、折り曲げ部４２を均一に折り曲げることができる。
特に、角θ１及び角θ２が４５度である場合は、Ｘ方向、Ｙ方向に略均等に伸びるので、Ｘ方向、Ｙ方向の伸縮性の違いを考慮することなく、より容易に折り曲げ部４２を折り曲げることができる。

【0027】

さらに、縦糸４３と緯糸４４が上述した構成を備えることにより、バッグ面平滑シート４は、図６に示すように、周縁４５が角部１１１と略一致するように配置される。そうすると、折り曲げ部４２を積層体１１０の側面に当接させる際に、高い形状追従性が得られるなっている。
具体的には、周縁４５が角部１１１と略一致するように配置されると、縦糸４３は、角部１１１との角θ３が鋭角になるように配置される。そのため、縦糸４３を本体４１の周縁４５と直交するように配置された場合（図６ 一点鎖線）と比べて、縦糸４３及び緯糸４４の本体４１の周縁４５との角度や、本体４１と積層体１１０の上面が当接している所から出ている長さ等が異なる。そのため、Ｘ方向とＹ方向に伸縮しやすく、縦糸４３及び緯糸４４は、たわみやすくなっているので、高い形状追従性が得られる。

【0028】

上述した伸縮性と形状追従性により、バッグ面平滑シート４を、周縁４５を角部１１１に一致させて、積層体１１０の上に載せ、折り曲げ部４２を積層体１１０の側面と接するように下向きに折り曲げると、角部１１１に対応するバッグ面平滑シート４の部分が、角部１１１に強く当たることがない。このように本実施形態に従って折り曲げ部４２を折り曲げたときの、角部１１１に対応する領域の当たりの強さを計測した。その結果、図７（ａ）に示すように、周縁４５に沿う角部１１１に対応する折り曲げ部分が概ね同じ強さで当たる。
図３（ｂ）に示す、縦糸４３及び緯糸４４が周縁７５に直交するバッグ面平滑シート７０を、周縁７５を角部１１１に平行になるように複合材１００に載せて折り曲げると、図７（ｂ）に示すように、当たりの強い位置と弱い位置が表れる。

【0029】

縦糸４３及び緯糸４４は、バッグ面平滑シート４に所望する剛性を付与できるものであれば材質は問われないが、例えば、ポリエステル樹脂等の公知の任意の繊維樹脂で構成できる。縦糸４３及び緯糸４４は、図４に示すように、交互に、一方が上に位置し、他方が下方に位置する。つまり、剛性付与材としての縦糸４３，４３…と緯糸４４，４４…が平織されることで形成されている。そして、隣接する、縦糸４３同士の間隔Ａは、太さＤの２倍程度となっている。緯糸４４も同様である。

【0030】

バッグ面平滑シート４の上に載せられるパスメディア５は、バッグ面平滑シート４と同様に網状のシートからなるが、注入口８から注入された樹脂組成物Ｃが積層体１１０に一様に浸透されるのを促進するために設けられる（図１（ｂ）参照）。

【0031】

パスメディア５は、図示を省略するが、バッグ面平滑シート４と同じ平面形状をなしているが、剛性付与材を有しない。そのため、バッグ面平滑シート４よりも剛性が低い。パスメディア５は、樹脂組成物Ｃが一様に浸透されるのを促進することを目的とするので、バッグ面平滑シート４よりも剛性が低くてもよい。

【0032】

パスメディア５には、バッグ面平滑シート４と同様に、表裏を貫通する複数の網目が形成されているが、バッグ面平滑シート４よりも、網目の開口寸法（メッシュ）が大きく空隙率が高い。
ここで一般に、ＶａＲＴＭ法に用いるパスメディアは、空隙率が高いほど、樹脂の拡散性が高いと言える。パスメディアの網目を通って流入した樹脂組成物Ｃは、積層体１１０との間の空間を流路として拡散し、積層体１１０に含浸される。

【0033】

［被覆工程］
その後、図１（ａ）に示すように、上述したように成形型１に設置した、強化繊維基材２、ピールプライ３、バッグ面平滑シート４およびパスメディア５をバッグフィルム６で覆う。バッグフィルム６の周縁と成形型１の上面の間にシール部材１１を設けることにより、密閉された成形空間Ｓがバッグフィルム６と成形型１の間に形成される。強化繊維基材２、ピールプライ３、バッグ面平滑シート４及びパスメディア５は、この成形空間Ｓに配置される。バッグフィルム６は、吸引口７及び注入口８を備えており、図１（ｂ）に示すように、吸引口７は真空ポンプ９に接続され、注入口８は液状の樹脂組成物Ｃが貯留される貯留槽１０に接続されている。

【0034】

［真空吸引工程］
バッグフィルム６と成形型１の間に成形空間Ｓを形成したのち、図１（ｂ）に示すように、真空ポンプ９を駆動させて吸引口７から吸引し、成形空間Ｓを減圧する（真空引き）。成形空間Ｓの内部に配置される強化繊維基材２には、成形空間Ｓ内の圧力とバッグフィルム６の外部の大気圧との差分の圧力からなる成形負荷がバッグ面平滑シート４及びパスメディア５を介して作用する。
したがって、バッグ面平滑シート４が、ピールプライ３を介して積層体１１０に向かって押し付けられる。バッグ面平滑シート４は、剛性付与材により剛性が高くされている。したがって、後述する樹脂含浸工程において、樹脂組成物Ｃが自由に流動することにより発生する、複合材１００の表面への凹凸の形成を防ぐことができる。

【0035】

［樹脂含浸工程］
そして、さらに成形空間Ｓの減圧を続けると、図１（ｂ）に示すように、注入口８には貯留槽１０が接続されているので、注入口８を介して減圧下の成形空間Ｓの内部に貯留槽１０内の液状の樹脂組成物Ｃが注入される。成形空間Ｓに注入された樹脂組成物Ｃは、パスメディア５、バッグ面平滑シート４及びピールプライ３を順に通過して、強化繊維基材２に含浸される。

【0036】

樹脂組成物Ｃとしては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等の加熱することで硬化される熱硬化性樹脂であってもよいし、ナイロン，ポリエチレン，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル，ポリブチレンテレフタレート等に代表される熱可塑性樹脂であってもよい。

【0037】

本実施形態においては、バッグ面平滑シート４の上に、空隙率がバッグ面平滑シート４より高いパスメディア５が配置されている。そのため、樹脂組成物Ｃの含浸量は、パスメディア５の表面の全域において、ほぼ等しくなる。これにより、バッグ面平滑シート４の網目４６がパスメディア５の網目よりも開口寸法が小さく、パスメディア５よりも拡散効率は低くなっていても、積層体１１０への樹脂組成物Ｃの均等な拡散が確保できる。

【0038】

このように、バッグ面平滑シート４のみでも樹脂組成物Ｃの積層体１１０への供給ができることを前提とし、樹脂組成物Ｃの拡散速度向上のためにパスメディア５の網目が粗いことによる、複合材１００の表面への凹凸の形成を防ぐことができる。

【0039】

［樹脂硬化工程］
必要な量の樹脂組成物Ｃが強化繊維基材２に含浸された後、含浸された樹脂組成物Ｃを硬化させる。具体的に、樹脂組成物Ｃが熱硬化性樹脂である場合には、成形空間Ｓを加熱することで硬化させる。樹脂組成物Ｃを加熱するために、任意の加熱装置を用いることができる。一方、樹脂組成物Ｃが熱可塑性樹脂である場合には、溶融した樹脂を冷却硬化させる。なお、樹脂組成物Ｃの硬化工程においても、成形空間Ｓを減圧に維持することが好ましい。

【0040】

［取出し工程］
樹脂組成物Ｃが硬化した後、減圧及び加熱（または冷却）を解除する。そして、吸引口７と真空ポンプ９の接続及び注入口８と貯留槽１０の接続を各々解除したのち、ピールプライ３を硬化した複合材１００から剥離し、バッグ面平滑シート４、パスメディア５及びバッグフィルム６を取り外す。その後、成形を終えた複合材１００を成形型１から取り外す。
以上で、複合材１００の一連の成形工程が終了する。

【0041】

次に、上述した本実施形態に係る複合材１００の製造方法により製造される複合材１００について説明する。

【0042】

複合材１００は、図１（ｃ）に示すように、マトリックス樹脂１２０と積層体１１０とを有するものである。積層体１１０は、マトリックス樹脂１２０中に、以下説明するように、強化繊維が所定の範囲で含まれることが好ましい。
すなわち、複合材１００に含まれる強化繊維の量が少ないと、複合材１００の強度を十分に確保できず、逆に、複合材１００に含まれる強化繊維の量が多いと、縦糸４３と緯糸４４の交差箇所が増えて、［樹脂含浸工程］の際に、ボイドが発生するおそれがある。複合材１００に含まれる強化繊維の量は、複合材１００の用途等により適宜設定することができる。
本実施形態のバッグ面平滑シート４を用いれば、以下説明する角部１１１のコーナＲであっても、角部１１１及びその近傍における強化繊維の量を、所望の範囲にすることができる。

【0043】

複合材１００の形状は、樹脂組成物Ｃを含浸させる前の積層体１１０と同様に概ね直方体をなしている。その角部１３０の寸法は、複合材１００の仕様により設定されるべきであるが、図１（ｃ）に示す断面形状で、コーナＲを１０．０ｍｍ以下にすることができ、さらに５．０ｍｍ以下にすることができる。この範囲の寸法の角部１３０であっても、強化繊維の量を所望の範囲内とすることができる。

【0044】

以下、本実施形態の複合材の製造方法、及び複合材が奏する効果を説明する。
本発明によれば、バッグ面平滑シート４を配置させる際に、縦糸４３（緯糸４４）を、積層体１１０の角部１１１との角θ３が鋭角をなすように配置させることにより、折り曲げ部４２を折り曲げるときに、上述した［配置工程］において縦糸４３（緯糸４４）をせん断変形させる。したがって、縦糸４３（緯糸４４）がコーナＲになじみやすい。そのため、図７に示すように、従来と比べて、複合材１００の角部１３０の近傍のＦＲＰ成形後の強化繊維の含有率（ＶＦ）を均一にすることができる。さらに、上述した［真空吸引工程］においてバッグ面平滑シート４が必要な剛性を有しているので、樹脂組成物Ｃが自由に流動することにより発生する、複合材１００の表面への凹凸の形成を防ぐことができる。その結果、複合材１００の表面を、所定の表面粗さにすることができる。

【0045】

また、図３（ａ）に示すように、縦糸４３をバッグ面平滑シート４の周縁４５との角θ１が鋭角になるように配置させていることにより、バッグ面平滑シート４を従来と同様に積層体１１０に載せれば、縦糸４３と角部１１１の角θ３が鋭角になるように配置させることができる。

【0046】

さらに、従来の製造方法において、使用する部材としてバッグ面平滑シート４を追加するだけなので、容易に本発明の実施をすることができる。

【0047】

さらにまた、バッグ面平滑シート４を使用することにより、図３（ｂ）に示すように、周縁４５に対して縦糸４３が直交しているバッグ面平滑シート７０を、鋭角な角θ３が形成されるように周方向に回転させた状態で配置させようとする場合のように、使用前にバッグ面平滑シート４を裁断する工程を必要とせず作業効率を向上させることができる。

【0048】

そして、成形される複合材１００が角部１３０を有していても、角部１３０近傍のＶＦを所望の値にすることができ、さらに、角部１３０が断面形状でＲ５．０ｍｍ以下と小さくても、角部１３０近傍のＶＦを所望の値にすることができる。さらに、それらの複合材１００を、歩留り良く得ることができる。

【0049】

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

【0050】

本実施形態に係る複合材１００の製造方法は、ＶａＲＴＭ法を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、強化繊維基材が配置された成形空間内を減圧しながら、成形空間内に樹脂を注入する樹脂成形法の全般に適用される。例えば、樹脂含浸成形法（ＲＴＭ：Resin Transfer Molding）や減圧式樹脂含浸成形法（Light-RTM）等のＶａＲＴＭ法以外の成形法にも適用できる。

【0051】

また、本発明は、図３（ｂ）に示すように、バッグ面平滑シート７０を用いてもよい。この場合は、このバッグ面平滑シート７０の縦糸４３及び緯糸４４が、積層体１１０の角部１１１と、鋭角な角θ３をなすように、バッグ面平滑シート７０を積層体１１０に載せる位置を調節する。

【0052】

さらに、本実施形態においては、バッグ面平滑シート４に剛性付与材としての縦糸４３及び緯糸４４を設けたが、本発明はこれに限定されない。バッグ面平滑シート４を構成する縦糸及び緯糸自体をポリエステル、ナイロンなどの剛性の高い材料で構成するとともに、その線径を設定することにより、剛性を付与することもできる。
パスメディア５についても同様であり、縦糸４３及び緯糸４４のような剛性付与材を設けることができるし、パスメディア５を構成する縦糸及び緯糸自体をポリエステル、ナイロンなどの剛性の高い材料で構成するとともに、その線径を設定することにより、剛性を付与することもできる。これにより、［真空吸引工程］において、樹脂組成物Ｃが自由に流動することにより発生する、複合材１００の表面への凹凸の形成をより確実に防ぐことができる。

【0053】

また、本実施形態の製造方法では、バッグ面平滑シート４とパスメディア５という二つの網状シートを用いているが、本発明は一つの網状シートだけを用いることを許容する。これにより、製造方法に用いる部材の点数を少なくできる。

【0054】

バッグ面平滑シート４及びパスメディア５は、網目が設けられ樹脂組成物Ｃが流入する空隙が形成されていたが、製造する複合材１００に応じてバッグ面平滑シート４及びパスメディア５の材質を変えることができる。これにより、複合材１００の表面性状が良好になったり、作業効率が向上したりすることがある。

【0055】

複合材１００の形状は、直方体だけでなく、その用途に応じて様々な形状から適宜選択できる。その場合は、選択した形状と略等しい、積層体１１０を用意する必要がある。

【符号の説明】

【0056】

１ 成形型
２ 強化繊維基材
３ ピールプライ
４ バッグ面平滑シート
４１ 本体
４２ 折り曲げ部
４３ 縦糸
４４ 緯糸
４５ 周縁
４６ 網目
５ パスメディア
６ バッグフィルム
７ 吸引口
８ 注入口
９ 真空ポンプ
１０ 貯留槽
７０ バッグ面平滑シート
７５ 周縁
１００ 複合材
１１０ 積層体
１１１ 角部
１２０ マトリックス樹脂
１３０ 角部
Ａ 間隔
Ｄ 太さ
Ｓ 成形空間
Ｃ 樹脂組成物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】