WO2014064784A1 - 繊維強化プラスチックの成形方法 - Google Patents

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fabric
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高野　恒男
祐二 風早
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2022/00—Hollow articles

Definitions

  • the present invention relates to a molding method for producing a molded body of fiber reinforced plastic (FRP; Fiber Reinforced Plastics) by performing a resin transfer molding method using a core on a fabric composed of fibers.
  • FRP Fiber Reinforced Plastics
  • Fiber-reinforced plastic molded bodies having a closed cross section are widely used from large molded bodies such as aircraft fuselages and wings to small molded bodies such as bicycle frames, tennis rackets, fishing rods and golf shafts. Further, a fiber-reinforced plastic molded body having an open cross section is widely used for helmets and the like.
  • Patent Document 1 proposes a method for producing a fiber-reinforced plastic using a core in which powder particles are formed in a desired shape.
  • Patent Document 1 The invention described in Patent Document 1 will be described as prior art 1 of the present invention with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining a resin impregnation step and a resin curing step in a method for manufacturing a molded product having a hollow portion which is a kind of closed cross section, using a molding die 108. That is, the preform 107 formed by winding the reinforcing fiber around the core 104 is placed in the cavity 109 of the molding die 108 together with the core 104.
  • a connection tool (not shown) that can be connected to an air supply passage (not shown) provided in the molding die 108 is provided at the mouth of the film bag 105.
  • the mouth of the sealed film bag 105 is opened, and a connector is connected to the air supply passage provided in the molding die 108.
  • the air supply passage is connected to an air compressor (not shown), and the air discharged from the air compressor is configured to be supplied into the film bag 105 through the air supply passage. .
  • the resin injection device 110 and the injection hole 111 are provided by a three-way valve 113 provided in the injection pipe 112 that connects the resin injection device 110 and the injection hole 111. And disconnect.
  • the decompression pump 114 is driven in a state where the decompression pump 114 and the discharge hole 115 are connected by the three-way valve 117 provided in the suction pipe 116 that connects the decompression pump 114 and the discharge hole 115, thereby The inside of the cavity 109 is depressurized to a state close to vacuum through 115.
  • the resin injection device 110 and the injection hole 111 are connected by the three-way valve 113 and the resin injected from the resin injection device 110 is injected into the cavity 109 from the injection port 111a.
  • a resin impregnation step of injecting is performed. Note that a curing agent is added to the resin impregnated in the preform 107.
  • the resin injection device 110 gradually increases the resin injection pressure at a constant flow rate, and finally sends out the resin at a high pressure (for example, 5 MPa).
  • the injection pressure means the pressure of the resin delivered from the resin injection device 110 and corresponds to the detected pressure of the pressure gauge 118.
  • the resin When the resin is injected into the cavity 109 at a high pressure, the resin is impregnated so as to reach the entire preform 107. At this time, since the core 104 is hardened with the particles 106 filled in the film bag 105, the core 104 is maintained in a predetermined shape without being deformed even when a high pressure is applied from the outside during resin injection. .
  • the resin injection device 110 stops the operation of the resin injection device 110 and the decompression pump 114 after injecting the resin for a predetermined time. Further, the three-way valves 113 and 117 are opened to the atmosphere, and the resin injection is finished.
  • a resin curing step is performed to cure the resin.
  • heating of the resin is started by a heating means (not shown) such as a heater provided in the molding die 108, and an air supply means by an air compressor or the like.
  • the film bag 105 is pressurized by supplying air into the film bag 105.
  • the film bag 105 When air is supplied into the film bag 105, the air passes through the particles 106 as shown by the dotted arrows in FIG. As a result, the inside of the film bag 105 is pressurized to a preset pressure, and curing of the resin and pressurization in the film bag 105 are performed in parallel. And the film bag 105 presses the inner peripheral surface of the preform 107 uniformly by the outer peripheral surface.
  • a demolding process for the FRP product is performed.
  • the molding die 108 is opened, the connector provided in the film bag 105 is removed from the air supply passage, and the FRP product is taken out from the molding die 108 together with the core 104.
  • the mouth of the film bag 105 is opened to discharge the air in the film bag 105, and then the particles 106 contained in the film bag 105 are taken out through the mouth to remove the film bag 105. Squeeze out.
  • the FRP product in the state from which the core 104 was taken out is manufactured by taking out the film bag 105 from a FRP product.
  • Patent Document 1 after injecting resin into a molding die and impregnating the preform with resin, fluid or particles are supplied to the core, and the resin is cured in a state where internal pressure is applied and demolding is performed. And FRP products are manufactured.
  • Patent Document 1 discloses that when impregnating a fiber or a fiber product with a resin, the core is not deformed by a resin injection pressure, and the particles constituting the core are replaced with a water-soluble binder or a disassembling adhesive. For example, a method of bonding using particles or the like is exemplified, and the structure or process in which particles flow is not provided.
  • high accuracy is required for the outer shape of the core. That is, the shape becomes a core shape by offsetting from the outer shape of the FRP product inward by the thickness of the preform, but if the accuracy of the core shape is low, the resin content of the FRP product becomes uneven.
  • the sheets are composed of a plurality of reinforcing fiber sheets and each sheet has a complicated shape such that the sheets overlap each other, a difference in the flow rate of the resin occurs, and a region not impregnated with the resin is likely to occur.
  • produces, even if it pressurizes a core in a film back
  • a process (1) for forming a core by accommodating a large number of fluid particles in a flexible bag, and a fiber A step (2) of placing the fabric and the core inside a molding die with the core interposed between the configured fabrics; and the molding die having the fabric and the core arranged
  • a step (3) of injecting a resin and curing and in the step (3), when curing is performed, the pressing means presses and deforms a part of the outer peripheral surface of the core,
  • the main feature is that it includes increasing the internal pressure in the core. That is, the present invention has the following configuration.
  • a method of molding a fiber reinforced plastic A step (1) of forming a core by accommodating a granular body composed of a large number of particles having fluidity in a flexible bag; and A step (2) of disposing the core and the core inside a molding die with the core interposed between fabrics made of fibers; A step of injecting a resin into the molding die in which the fabric and the core are arranged, and performing curing (3), When curing in the step (3), a part of the outer peripheral surface of the core is pressed and deformed by a pressing means to increase the internal pressure in the core, thereby forming a fiber reinforced plastic.
  • the flexible bag is a packaging film
  • the step (1) is a step of vacuum-packing the granules with the packaging film to form a core having a desired shape.
  • a core in which a granular body composed of a large number of particles configured to have high fluidity is accommodated in a flexible bag.
  • the core is pressed by pressing a part of the outer peripheral surface of the core through the fabric constituted by the fibers or not through the fabric.
  • a recess is formed on the outer peripheral surface of the core to forcibly increase the internal pressure of the core. Then, by increasing the internal pressure of the core, slip is generated between the particles constituting the particles inside the core, thereby deforming the core.
  • the distance can be reduced by the deformation of the core.
  • the fabric can be moved in a direction to narrow the gap by deformation of the core.
  • the core can be deformed during pressure molding by the molding die, even if the molding die, the core and the like described below are not used. As long as it can be configured, the present invention can be suitably applied to these configurations.
  • step (1) is a step of forming a core by accommodating a granular body made of a large number of fluid particles in a flexible bag.
  • the core is composed of a packaging film made of a material that can be extended and developed, and a granule made of particles having fluidity.
  • the packaging film is a vacuum packed package of particles composed of a large number of particles having fluidity.
  • the packaging film include nylon film, polyethylene film, fluororesin film, and silicon rubber. Among these, nylon and a fluororesin film are preferable from the viewpoint of heat resistance and strength.
  • a core obtained by vacuum-packaging particles made of a large number of particles having fluidity in the packaging film is preferable because it can be easily formed and formed into an accurate shape. Further, when such a core is used, when the internal pressure of the core rises, each particle constituting the particle in the core moves while sliding in the front-rear and left-right directions. Since the packaging film which wraps can be extended and developed, the deformation of the outer shape of the core accompanying the movement of the particles can be allowed.
  • the flowable granules are preferably composed of particles having different particle sizes.
  • “consisting of particles having different particle diameters” means that particles having a particle diameter of 0.1 to 20 mm and having a substantially spherical shape are combined with different particle diameters and have different particle diameters.
  • Each particle is a particle that is mixed in a ratio of 10 to 90% with respect to the total mass of particles constituting the particle.
  • particles constituting the granules particles made of ceramics such as alumina and zirconia, quartz, glass, hard heat-resistant resin, metal, foundry sand and the like can be used. Of these, it is preferable to use zirconia or quartz having low thermal conductivity.
  • the core can be deformed because the flexible bag body accommodates particles made of a large number of particles configured to have high fluidity.
  • the internal pressure in the core is the same as when liquid or gas is used.
  • the same pressure state does not occur in all parts. That is, even if a part of the outer peripheral surface of the core is pressed and pressure is applied to the internal particles, a pressure smaller than the pressure at the part where the pressure is applied is generated at the other part. . And when the applied pressure exceeds a certain value, slip occurs between particles constituting the granule.
  • the roughness of the particle surface constituting the particle and the particle diameter influence the pressure transmission and the fluidity of the particle in the core.
  • the particles are packed most closely in the core, the fluidity of the particles is hindered, and the pressure transferability is impaired. Therefore, considering the particle size distribution in the core and the particle surface roughness distribution, or using a combination of particles of particles having different particle sizes, the particles in the core Body fluidity and pressure transmission can be improved.
  • particles having a particle diameter of 0.1 to 20 mm and having a substantially spherical shape are combined with different particle diameters, and each particle having these different particle diameters constitutes the total mass of the particles constituting the granule.
  • the particles mixed in a proportion of 10 to 90% are used, the fluidity of the particles in the core is high without being close-packed, and the pressure transmission is excellent. .
  • the outer peripheral surface area of the core is deformed by the sliding of the particles constituting the granule. Thereby, the fabric can be pressed along the molding surface of the molding die.
  • the core is closed, and the core is pressed from the outside, so it can be pressurized stably. If the inner pressure of the core rises too much due to the clamping of the molding die or the pressure that forms the recess, the packaging film does not have the strength to hold the granules against such pressure. The body may break the packaging film. However, if the gap between the molding dies is configured to be smaller than the diameter of the particles, the particles will not leak from the molding dies unless the particles are crushed.
  • examples of the pressing means for pressing a part of the outer peripheral surface of the core include a means for pressing a part of the outer peripheral surface of the core with a rod that can be freely moved into and out of the molding surface of the molding die.
  • a rod which can be projected and retracted in the molding surface of the molding die for example, a configuration using a piston rod as the rod can be cited, and a pressing portion can be installed at a plurality of sites.
  • the step (2) is a step (2) in which the fabric and the core are disposed inside the molding die with the core interposed between the fabrics made of fibers.
  • the fabric is composed of one or more types of fibers selected from carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, silicon carbide fiber, etc., uniaxially or multiaxially woven, and nonwoven fabric with random fiber orientation. It is preferable that it is what was made.
  • the fabric when pressing is performed through the fabric at a substantially planar portion of the molding die, the fabric becomes flat.
  • a convex portion such as a piston rod
  • a recess is formed in the fabric.
  • the “substantially planar portion” refers to a portion having a shape like transfer of the inner surface of the molding die.
  • fluid is discharged to a portion (hereinafter referred to as “pressed portion”) in which a part of the outer peripheral surface of the core is pressed and deformed, that is, the concave portion or the flat portion.
  • the method includes a step (4) of opening a hole for use and a step (5) of discharging the particles from the hole for discharging the fluid.
  • a fluid discharge hole may be formed in addition to the pressing portion.
  • the step (3) is a step of injecting a resin into the molding die in which the fabric and the core are arranged and curing the resin.
  • the molding method of the fiber reinforced plastic according to the present invention when molding in the step (3), a part of the outer peripheral surface of the core is pressed and deformed by the pressing means, and the internal pressure in the core is reduced. It is the method characterized by raising.
  • a resin is injected into a molding die in which a fabric and a core are arranged, and then a part of the outer peripheral surface of the core is pressed by a pressing means. Thereafter, the resin is cured while being pressed by the pressing means.
  • thermosetting resin such as an epoxy resin, a urea resin, a vinyl ester resin, an unsaturated polyester, a polyurethane, and a phenol resin
  • an epoxy resin and a vinyl ester resin from the viewpoint of the strength of the FRP product which is the final molded product.
  • the molding temperature at the time of molding can be appropriately adjusted depending on the resin filled in the molding die, but it is preferably 80 to 180 ° C, more preferably 110 to 150 ° C.
  • the curing time of the resin (hereinafter sometimes referred to as “cure”) is preferably 2 to 60 minutes, and more preferably 3 to 10 minutes.
  • the pressing means means as described above for pressing the core with the piston rod can be used, and a plurality of piston rods can also be arranged.
  • a molding die having a mold clamping mechanism capable of generating a high pressure may be used.
  • a shape of the piston rod for pressing the core it is preferable that a portion in contact with the core has a round shape such as a cylinder or a semicircular sphere. It is preferable that the part contacting the core has a round shape because it is difficult to damage the packaging film.
  • the molding die having a mold clamping mechanism capable of generating a high pressure is preferably made of steel.
  • the pressure when the core is pressed by the pressing means is preferably 1 to 10 MPa, and more preferably 2 to 8 MPa.
  • the step (3) is a step of performing mold clamping pressure after resin injection.
  • clamping pressurization refers to supplementary pressure.
  • the applied pressure is preferably 1 to 10 MPa. It is preferable to perform mold clamping and pressurization at 1 to 10 MPa after the resin is injected, since curing shrinkage can be suppressed when molding a resin having large curing shrinkage.
  • Example 1 As shown in FIG. 1, a preform obtained by shaping the fabric 3 containing the core 4 into the same shape as the inner peripheral surface shape of the molding die 15 is applied to the lower die 1 of the molding die 15 heated in advance. It mounts in the formed recessed part 1a.
  • the cross-sectional shape of the fabric 3 is formed in an annular shape, and a core 4 is interposed inside the fabric 3.
  • a structure of such a fabric 3 the shape which wraps the core 4 between two sheet-like fabrics is mentioned, for example.
  • thermosetting resin from an injection hole (not shown) of the molding die 15 and impregnating the fabric 3 with the resin
  • heat curing is performed in the molding die 15 to obtain a desired shape.
  • a molded product of fiber reinforced plastic (FRP) can be manufactured.
  • the core 4 is formed in a desired outer shape, that is, a rectangular shape by wrapping particles 4a with a packaging film 4b and performing vacuum pack packaging.
  • the lower mold 1 is provided with a cylinder 5 provided with a piston rod 5a that can be moved into and out of the cavity of the molding die 15.
  • the piping for supplying and discharging the working fluid to and from the pressure chamber of the cylinder 5 for sliding the piston rod 5a is omitted.
  • the fabric 3 placed in the concave portion 1a of the lower mold 1 can be pressurized by moving the upper mold 2 and the lower mold 1 in the direction of approaching each other and performing mold clamping.
  • a mold clamping machine composed of the upper mold 2 and the lower mold 1 it is preferable to use a high-pressure press.
  • the pressure of the core 4 is increased by the piston rod 5a or by further clamping. That is, after resin filling, pressurization is performed by at least one of the piston rod 5a and mold clamping.
  • the mold clamping machine only needs to have a mold opening / closing mechanism, and a high-pressure press is not required.
  • the core 4 can be deformed and brought into close contact with the inner surface of the fabric 3 at the four corners of the inner surface of the fabric 3 where voids and voids are likely to occur, the inner surface of the vertical portion formed along the wall surface of the recess 1a. Bends, wrinkles, voids and voids are less likely to occur in the area along the line. As a result, a molded product with high dimensional accuracy can be obtained.
  • the core whose outer peripheral surface shape is widened By pressing from 4, the fabric 3 moves to the gap or void side.
  • the air forming the voids and voids can be crushed by a high internal pressure or can be pushed out from the molding die 15 into the atmosphere.
  • packaging film 4b in order to demonstrate packaging film 4b clearly, the thickness of packaging film 4b is shown thickly in the exaggerated state.
  • the packaging film 4b can be formed into a thin film having a thickness of 1 mm or less. More specifically, the thickness of the packaging film 4b is preferably 0.05 to 1 mm.
  • each figure demonstrates the structure which shape
  • the shape close to the closed cross section includes a C-shaped cross section.
  • a C-shaped cross section For example, in the case of forming a molded product having a C-shaped cross-sectional shape, an arrangement configuration in which a part of the core 4 is brought into direct contact with the molding surface of the upper mold 2 or the lower mold 1 can be adopted.
  • the molded article which has C-shaped cross-sectional shape can be shape
  • the closed cross-section in the present invention includes not only a shape such as a square pipe shape but also a C-shaped cross-sectional shape as described above.
  • a depression 6 is formed on the outer peripheral surface of the fabric 3 by pressing a part of the outer peripheral surface of the core 4 with the piston rod 5a.
  • the volume of the core 4 is in a state where the volume of the piston rod 5a that has entered the volume of the particles 4a is forcibly added. As a result, the internal pressure in the core 4 can be increased.
  • the packaging film 4b that wraps the particles 4a is made of a material that can be vacuum-packed, it extends and expands without substantially restricting the movement of the particles that constitute the particles 4a. be able to.
  • the fiber-reinforced plastic molding method of the present invention is characterized in that the internal pressure of the core 4 can be increased and slipping can be caused between the particles constituting the granule 4a. As shown in FIG. 2, the core 4 can be deformed to eliminate voids and voids between the core 4 and the fabric 3.
  • the deformation of the core 4 occurs at a site where voids or voids are likely to occur, that is, at a site where the pressure between the fabric 3 impregnated with the resin is low.
  • the wall thickness can be maintained at a predetermined wall thickness, that is, 0.1 to 1 cm. In this way, the fabric 3 having a wall thickness of 0.1 to 1 cm and impregnated with the resin in a desired outer peripheral surface shape, that is, the same shape as the inner peripheral surface shape of the molding die 15 is pressure-molded. Can do.
  • FIG. 3A is a schematic view showing a state in which a half-molded product that has been subjected to pressure molding is taken out from a molding die in the manufacturing stage of a molded product having a hollow portion according to the present invention.
  • a recess 6 is formed in a portion of the fabric 3 pressed by the piston rod 5a.
  • FIG. 3B is a schematic diagram showing a state in which a discharge hole is opened in the concave portion of the semi-molded product in the manufacturing stage of the molded product having a hollow portion.
  • FIG. 3B when a discharge hole is formed in the recess 6, air flows between the particles constituting the granule 4a constituting the core 4 from the hole, and the particles constituting the granule 4a. The connection state between them breaks down. And the granule 4a in which the coupled state is broken can be discharged to the outside from the discharge hole formed in the recess 6.
  • the molded article 10 which has the hollow part 10b can be completed.
  • the packaging film 4b By forming the packaging film 4b in which the particles 4a are vacuum-packed with a material having good releasability with respect to the molded product 10, or by forming the packaging film 4b into a double packaging, the particles 4a The packaging film 4b in contact with can also be removed from the molded product 10.
  • the fiber-reinforced plastic molding method of the present invention can perform pressure molding on the resin-impregnated fabric 3 in a state where there are no voids or voids between the core 4 and the fabric 3.
  • a molded article 10 having a desired outer peripheral surface shape with a desired thickness without bending or wrinkling can be manufactured. Further, even when the internal pressure in the core 4 is low when the molding die 15 is closed, the internal pressure in the core 4 can be increased by the pressing force applied from the piston rod 5a. 10, a product having a desired wall thickness and a desired outer peripheral surface shape can be manufactured.
  • Example 1 will be described more specifically.
  • zirconia particles mixed with a diameter of 1 mm and 3 mm, manufactured by Tosoh Corporation, product name: zirconia pulverized ball YTZ (granule 4a) are made of nylon film (product of Airtech, product name: WRIGHTLON 7400, thickness).
  • the core 4 was produced by vacuum packing with a packaging film 4b) of 50 ⁇ m. Further, the core 4 is encased in 5 plies in a carbon fiber plain fabric (product name: TR3110, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) to form a fabric 3, which has substantially the same shape as the inner peripheral surface shape of the molding die 15. Preformed.
  • the preform was placed in the recess 1a formed in the lower mold 1 of the molding die 15 at 80 ° C., and the upper mold 2 and the lower mold 1 were completely clamped.
  • an epoxy resin manufactured by Nagase ChemteX Corporation, product name: Denatite XNR / H6815
  • a hole for discharging is formed in the concave portion 6 (FIG. 3A) formed by pressing the piston rod 5a of the molded product, and the granules 4a are discharged to the outside through the hole for discharging (FIG. 3B) to obtain a hollow molded product. (FIG. 3C).
  • This molded product had high dimensional accuracy and was excellent in appearance without defects such as wrinkles on the outer surface.
  • the dimensional accuracy of a molded product refers to an external dimension, and can be measured by a device such as a caliper or a three-dimensional measuring instrument.
  • Example 2 The configuration of the second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
  • the configuration using the piston rod 5a as the pressing means for pressing the core 4 has been described.
  • the piston rod 5a is not used to press the core 4.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the description about the member is abbreviate
  • FIG. 1 the description about the member is abbreviate
  • the preformed fabric 3 is stored in the recess 1 a of the lower mold 1.
  • the core 4 is placed in the fabric 3 in order to manufacture the molded product 10 having the hollow portion 10 b.
  • the upper mold 2 and the lower mold 1 are pressure-molded by a mold clamping machine capable of generating a high pressure, for example, a hydraulic press machine.
  • a mold clamping machine capable of generating a high pressure
  • the fluidity of the granules 4a composed of particles having different particle diameters is improved, the core 4 is deformed, and a gap is formed between the core 4 and the fabric 3 impregnated with the resin. And formation of voids can be prevented. And it can prevent that the space
  • Example 2 will be described more specifically. As shown in FIG. 4, molding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the piston rod 5 a was not used and pressing was performed by the upper mold 2. After opening the molding die and taking out the molded product, a discharge hole was opened on the side of the molded product, and the granules 4a were discharged to the outside through the discharge hole to obtain a hollow molded product. This molded product had no defects such as wrinkles on the outer surface and was excellent in appearance.
  • the present invention can be suitably applied to a method for molding a fiber reinforced plastic using a core.

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Abstract

　本発明は、繊維強化プラスチックの成形方法であって、流動性を有する多数の粒子からなる粒体を可撓性袋体に収容して、中子を形成する工程（１）と、繊維により構成されたファブリックの間に、前記中子を介在させて、前記ファブリックと中子を成形用金型内部に配置する工程（２）と、前記ファブリックと中子を配置した前記成形用金型に樹脂を注入し、硬化を行う工程（３）とを有し、前記工程（３）の硬化を行う際、押圧手段によって、前記中子の外周面の一部を押圧して変形させ、前記中子内の内圧を高めることを特徴とする、繊維強化プラスチックの成形方法に関する。本発明によれば、中子を用いた成形加工において、外面にシワなどの欠陥がなく、外観に優れる繊維強化プラスチックの製造方法を提供することができる。

Description

繊維強化プラスチックの成形方法
　本願発明は、繊維により構成されたファブリックに中子を用いてレジントランスファー成形法を行い、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ;Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）の成形体を製造する成形方法に関する。
　閉断面を有する繊維強化プラスチックの成形体は、航空機の胴体や翼のような大型の成形体から、自転車のフレーム、テニスラケット、釣竿やゴルフシャフト等の小型の成形体まで幅広く利用されている。また、開断面を有する繊維強化プラスチックの成型体は、ヘルメットなどにも幅広く利用されている。
　閉断面を形成するための中子としては、発泡体や粉粒体を包装フィルムで包装し、所定形状に形成した中子などが用いられている。特許文献１には、粉粒体を所望の形状に形成した中子を用いた、繊維強化プラスチックの製造方法が提案されている。
　特許文献１に記載された発明を本願発明の従来技術１として、図５を用いて説明する。
　図５は、成形用金型１０８を用いた、閉断面の一種である中空部を有する成形品の製造方法の、樹脂含浸工程と樹脂硬化工程を説明する概略構成図である。即ち、中子１０４に強化繊維が巻き付けられることで作成されたプリフォーム１０７を、中子１０４と共に成形用金型１０８のキャビティ１０９内に配置する。ここで、フィルムバッグ１０５の口部には、成形用金型１０８に設けられた空気供給通路（図示せず）と接続可能な接続具（図示せず）が設けられている。
　そして、プリフォーム１０７と中子１０４とをキャビティ１０９内に配置する時、封止されていたフィルムバッグ１０５の口部を開いて、成形用金型１０８に設けられた空気供給通路に接続具を装着することで、フィルムバッグ１０５内は接続される。なお、前記空気供給通路は、エアコンプレッサ（図示せず）と接続されており、エアコンプレッサから吐出された空気は、空気供給通路を介してフィルムバッグ１０５内に供給されるように構成されている。
　そして、プリフォーム１０７を中子１０４と共にキャビティ１０９内に配置した後、樹脂注入装置１１０と注入孔１１１とを接続する注入管１１２に設けられた三方弁１１３によって、樹脂注入装置１１０と注入孔１１１とを非接続にする。
　次に、減圧ポンプ１１４と排出孔１１５とを接続する吸引管１１６に設けられた三方弁１１７によって、減圧ポンプ１１４と排出孔１１５とを接続した状態で減圧ポンプ１１４を駆動することで、排出孔１１５を介してキャビティ１０９内を真空に近い状態にまで減圧する。
　続いて、キャビティ１０９内が減圧された状態で、三方弁１１３によって、樹脂注入装置１１０と注入孔１１１とを接続するとともに、樹脂注入装置１１０から射出された樹脂を注入口１１１ａからキャビティ１０９内に注入する、樹脂含浸工程が行われる。なお、プリフォーム１０７に含浸させる樹脂には、硬化剤が添加されている。
　樹脂含浸工程において樹脂注入装置１１０は、樹脂を一定流量で、なおかつ、徐々に樹脂の注入圧力を上げて最終的に高圧（例えば、５ＭＰａ）の注入圧力で送り出す。ここで、注入圧力とは、樹脂注入装置１１０から送り出される樹脂の圧力を意味し、圧力計１１８の検出圧力に相当する。
　キャビティ１０９内に樹脂が高圧で注入されると、樹脂はプリフォーム１０７全体に行き渡るように含浸される。この時、中子１０４は、フィルムバッグ１０５内に粒子１０６が充填されて硬くなっているため、樹脂注入時に外側から高圧の圧力が加えられても変形することなく、所定の形状が保たれる。
　そして、樹脂注入装置１１０は、樹脂の注入を所定時間行った後、樹脂注入装置１１０及び減圧ポンプ１１４の運転を停止する。また、三方弁１１３、１１７は、大気開放されて、樹脂の注入が終了する。
　そして、次に、樹脂硬化工程を実施して、樹脂の硬化を行う。樹脂硬化工程では、樹脂の注入を終了した後、成形用金型１０８内に設けられたヒータ等の加熱手段（図示せず）によって樹脂の加熱を開始し、なおかつ、エアコンプレッサ等による空気供給手段によってフィルムバッグ１０５内に空気を供給することでフィルムバッグ１０５内の加圧を行う。
　フィルムバッグ１０５内に空気が供給されると、空気は、図５の点線矢印で示すように粒子１０６中を通過して均一にフィルムバッグ１０５内に行き渡る。その結果、フィルムバッグ１０５内は予め設定された圧力に加圧され、樹脂の硬化とフィルムバッグ１０５内の加圧とが並行して行われる。そして、フィルムバッグ１０５は、その外周面によってプリフォーム１０７の内周面を均一に押圧する。
　なお、フィルムバッグ１０５内を加圧する際には、事前に実験を行って、用いる樹脂の硬化、及び固化収縮によって生じる圧力とバランスする圧力を算出し、実験によって算出された圧力にまでフィルムバッグ１０５内を加圧する。そして、樹脂の硬化、及び固化収縮が進行する際、樹脂の硬化、及び固化収縮によって生じる圧力と、フィルムバッグ１０５内の圧力とがバランスして樹脂の硬化、及び固化収縮が抑制される。そのため、ＦＲＰ成形品の表面に発生するヒケ（成形型と成形品の間に空気層が残っているために起こる、成形型の形状が転写されないために、表面状態が粗くなる現象）を抑制、あるいはヒケを分散させることができる。そして、プリフォーム１０７の内周面には、樹脂の硬化が完了するまでフィルムバッグ１０５によって圧力が加えられ続ける。樹脂の硬化が完了すると、加熱手段による樹脂の加熱を終了するとともに、フィルムバッグ１０５内への空気供給を終了する。
　樹脂硬化工程が終了した後、ＦＲＰ製品の脱型工程を行う。脱型工程では、成型用金型１０８を開き、フィルムバッグ１０５に設けられた接続具を空気供給通路から取り外し、成型用金型１０８内から中子１０４ごとＦＲＰ製品を取り出す。中子１０４を取り出す工程において、フィルムバッグ１０５の口部を開いてフィルムバッグ１０５内の空気を排出した後、口部を介してフィルムバッグ１０５内に包含されていた粒子１０６を取り出してフィルムバッグ１０５をしぼませる。そして、フィルムバッグ１０５をＦＲＰ製品から取り出すことで、中子１０４が取り出された状態のＦＲＰ製品が製造される。
特開２００８－１５５３８３号公報
　特許文献１の発明では、成型用金型内に樹脂を注入し、プリフォームに樹脂含浸させた後、中子に流体又は粒子を供給し、内圧を加えた状態で樹脂を硬化させて脱型し、ＦＲＰ製品を製造している。
　特許文献１には、繊維又は繊維製品に樹脂を含浸させる際に、樹脂注入圧力により中子を変形させることなく、また、中子を構成する粒子を、水溶性粘結剤や解体性接着剤などを用いて結合させる方法が例示されているため、粒子が流動する構成や工程になっていない。このような、特許文献１に記載の方法を用いてＦＲＰ製品を製造する場合、中子の外形形状に高い精度が必要になる。即ち、ＦＲＰ製品の外形からプリフォームの肉厚分だけ内側にオフセットさせることで形状が中子形状になるが、中子形状の精度が低いと、ＦＲＰ製品の樹脂含有率に斑が生じる。特に複数の強化繊維シートから構成され、各シートが互いに重なりを有するような複雑形状の場合には樹脂の流動速度差が生じて樹脂が含浸しない領域が発生しやすくなる。このように、樹脂が含浸しない領域が発生すると、硬化工程で中子をフィルムバック内で加圧しても、欠陥として残ることになる。中子と成形用金型の間隔に余裕を取った場合は、樹脂が含浸しない領域は発生しないが、樹脂含有量の斑が生じ易く、気体や液体を中子内に供給して加圧すると、樹脂含有量の斑を改善するには高圧が必要になる。このため、加圧された気体や液体の一部が、中子から漏れ出たときには、漏れ出た気体や液体は、高速で高圧のジェット流になり、しかも、高温状態のままで、外部に噴出してしまうことになる。そして、特に、液体が噴出した場合は、成形用金型の周囲に大きな損害を与えたり、作業者に危害を加えてしまう虞があるため、十分な安全対策を講じた設備が必要になる。また、粒子を中子内に供給して加圧しても、粒子が流動する構成や工程になっていないため、供給付近のみ加圧され、全体の加圧は困難である。
　上記課題を解決するために、本願発明の繊維強化プラスチックの成形方法では、流動性を有する多数の粒体を可撓性袋体に収容して中子を形成する工程（１）と、繊維により構成されたファブリックの間に、前記中子を介在させて、前記ファブリックと中子を成形用金型内部に配置する工程（２）と、前記ファブリックと中子を配置した前記成形用金型に樹脂を注入し、硬化を行う工程（３）とを有し、前記工程（３）において、硬化を行う際、押圧手段によって、前記中子の外周面の一部を押圧して変形させ、前記中子内の内圧を高めることを含むことを最も主要な特徴としている。
　すなわち、本願発明は以下の構成を有する。
［１］繊維強化プラスチックの成形方法であって、
　流動性を有する多数の粒子からなる粒体を可撓性袋体に収容して、中子を形成する工程（１）と、
　繊維により構成されたファブリックの間に、前記中子を介在させて、前記ファブリックと中子を成形用金型内部に配置する工程（２）と、
　前記ファブリックと中子を配置した前記成形用金型に樹脂を注入し、硬化を行う工程（３）とを有し、
　前記工程（３）の硬化を行う際、押圧手段によって、前記中子の外周面の一部を押圧して変形させ、前記中子内の内圧を高めることを特徴とする、繊維強化プラスチックの成形方法；
［２］前記可撓性袋体が包装フィルムであり、前記工程（１）が、前記包装フィルムで前記粒体を真空パックして所望形状の中子を形成する工程である、［１］に記載の繊維強化プラスチックの成形方法；
［３］前記粒体が、異なる粒子径を有する粒子から構成されている、［１］又は［２］に記載の繊維強化プラスチックの成形方法；
［４］前記工程（３）が、樹脂注入後、更に、型締め加圧を行う工程である、［１］～［３］のいずれか一項に記載の繊維強化プラスチックの成形方法；
［５］前記工程（３）の後、更に前記中子の外周面の一部を押圧して変形させた部位に流体排出用の孔を開ける工程（４）、及び前記流体排出用の孔から前記粒子を排出する工程（５）を含む、［１］～［４］のいずれか一項に記載の繊維強化プラスチックの成形方法。
　本願発明では、高い流動性を有するように構成された多数の粒子からなる粒体を可撓性袋体に収容した中子を用いている。しかも、成形用金型内に樹脂を注入し、硬化する時に、繊維により構成されたファブリックを介して、またはファブリックを介さずに、中子の外周面の一部を押圧することで、中子の外周面に窪みを形成させて、中子の内圧を強制的に高めている。そして、中子の内圧を高めることで、中子内部の粒体を構成する粒子間に滑りを生じさせ、中子を変形させている。
　中子を変形させることで、中子を包み込んでいるファブリックと中子との間隔が広い場合でも、中子の変形によってこの間隔を狭めることができる。特に、成形用金型の成形面における隅部とファブリックとの間隔が広い場合であっても、中子の変形によって、この間隔を狭める方向にファブリックを移動させることができる。
本発明の実施の形態に係る、加圧成形時の成型用金型を示す模式図である。 ファブリックと中子の内部構造を示す模式図である。 中空部を有する成形品の製造段階において、加圧成形が終了した半成形品を、成形用金型から取り出した状態を示す模式図である。 中空部を有する成形品の製造段階において、半成形品の凹部に排出用の孔を開けた状態を示す模式図である。 中空部を有する成形品の製造段階において、半成形品の凹部に設けられた排出用の孔から、粒体を排出した後の状態を示す模式図である。 本発明の別の実施の形態に係る、加圧成形時の成型用金型を示す模式図である。 従来の樹脂含浸工程と樹脂硬化工程を説明する概略構成図である。
　本発明の好適な実施の形態について、以下の図１～図４に基づいて具体的に説明する。本願発明に係わる繊維強化プラスチックの成形方法としては、以下で説明する成形用金型、中子等の構成以外であっても、成形用金型による加圧成形中に中子を変形させることができる構成であれば、それらの構成に対しても本願発明を好適に適用することができる。
　本発明の繊維強化プラスチックの成形方法において、工程（１）は、流動性を有する多数の粒子からなる粒体を可撓性袋体に収容して、中子を形成する工程である。
　中子としては、延長展開可能な材質から構成される包装フィルムと、流動性を有する粒子からなる粒体から構成される。このうち、前記包装フィルムで流動性を有する多数の粒子からなる粒体を真空パック包装したものであることが好ましい。また、前記包装フィルムとしては、ナイロン製のフィルム、ポリエチレン製のフィルム、フッ素樹脂フィルム、シリコンゴム等が挙げられる。このうち、耐熱性、強度の観点から、ナイロン、フッ素樹脂フィルムであることが好ましい。
　前記包装フィルムで流動性を有する多数の粒子からなる粒体を真空パック包装した中子は、形成が容易であり、かつ正確な形状に形成可能であるため好ましい。また、このような中子を用いた場合、中子の内圧が上昇すると、中子内の粒体を構成する各粒子は、前後左右方向に滑りを生じて移動することになるが、粒体を包装している包装フィルムは、延長展開可能であるため、粒体の移動に伴う中子の外形形状の変形を許容できる。
　流動性を有する粒体としては、異なる粒子径を有する粒子から構成されるものである事が好ましい。ここで、「異なる粒子径を有する粒子から構成される」とは、粒子径が０．１～２０ｍｍで、かつ略球形の形状を有する粒子を、異なる粒子径で組み合わせ、これら異なる粒子径を有する各粒子が、粒体を構成する粒子の総質量に対して、それぞれ１０～９０％の割合で混在する粒体のことを指す。粒体を構成する粒子としては、アルミナ、ジルコニア等のセラミック、石英、ガラス、硬質耐熱樹脂、金属、鋳物砂等を粒体物としたものを用いることができる。このうち熱伝導率が低い、ジルコニア、石英を用いることが好ましい。
　工程（１）において、中子は、高い流動性を有するように構成された多数の粒子からなる粒体を可撓性袋体に収容しているため変形可能である。一方で、係る構成を採用すると、中子の外周面を押圧して外周面に窪みを形成して中子を変形させても、中子内における内部圧力は、液体や気体を用いたときのように、全ての部位において同一の圧力状態にはならない。即ち、中子の外周面の一部を押圧して、内部の粒体に対して圧力を加えても、圧力が加えられた部位の圧力よりも小さい圧力が、他の部位において生じることになる。そして、加えられた圧力がある値を超えると、粒体を構成する粒子間において滑りが生じることになる。
　そのため、中子の外周面の一部を押圧した場合、押圧により中子の外周面に窪みが形成された部位において、そこでの内部圧力が大きく上昇しても、この部位から離れた中子の外周面側における部位での圧力上昇は、窪みが形成された部位の内部圧力よりも低くなる。
　特に、中子内での圧力の伝達性、粒体の流動性は、粒体を構成する粒子表面の粗さ、粒子径が影響する。均一の粒子径を有する粒子からなる粒体を用いた場合、中子内で粒体は最密充填され、粒体の流動性が阻害されて、圧力の伝達性が損なわれる。従って、中子内での粒子径の分布状況や粒子表面の粗さの分布状況を考慮したり、異なる粒子径を有する粒子からなる粒体を組み合わせて使用することにより、中子内での粒体の流動性と圧力伝達性を向上させることができる。本発明においては、粒子径が０．１～２０ｍｍで、かつ略球形の形状を有する粒子を、異なる粒子径で組み合わせ、これら異なる粒子径を有する各粒子が、粒体を構成する粒子の総質量に対して、それぞれ１０～９０％の割合で混在する粒体を用いているため、最密充填にならずに中子内での粒体の流動性が高く、かつ圧力伝達性に優れている。
　押圧により窪みが形成された部位から離れた中子内の部位においても、粒体を構成する粒子の滑りによって中子の外周表面積が広がるように変形する。これによって、ファブリックを成形用金型の成形面に沿って押圧することができる。
　中子は閉じた形態で、中子を外部から押圧するため、安定的に加圧することができる。仮に、成形用金型の型締めや、窪みを形成する押圧により中子の内圧が上昇しすぎた場合、包装フィルムはこのような圧力に抗して粒体を保持する強度はないため、粒体が包装フィルムを破ることがある。しかしながら、成形用金型の隙間を粒子の直径よりも小さくなるように構成しておけば、粒子が破砕しない限り、成形用金型から粒体が漏れ出すことは起きない。
　本発明において、中子の外周面の一部を押圧する押圧手段としては、成形用金型の成形面内に出没自在なロッドで、中子の外周面の一部を押圧する手段が挙げられる。成形用金型の成形面内に出没自在なロッドとしては、例えば、ロッドとしてピストンロッドを用いた構成が挙げられ、複数部位に押圧部を設置することもできる。
　本発明において、工程（２）は、繊維により構成されたファブリックの間に、前記中子を介在させて、前記ファブリックと中子を成形用金型内部に配置する工程（２）である。
　ファブリックとしては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、及び炭化ケイ素繊維等から選択される１種以上の繊維を、１軸製織や多軸製織したもの、さらには繊維方向がランダムな不織布などで構成されたものである事が好ましい。
　このようなファブリックの間に、中子を介在させて、前記ファブリックと中子を成形用金型内部に配置することで、中子の外周面の一部を押圧する際、ファブリックを介して、又はファブリックを介さずに中子の一部外周面を押圧することできる。
　ここで、図４に示すように、成型用金型の略平面形状部位でファブリックを介して押圧する場合には、ファブリックは平坦になる。一方、図１に示すように、ピストンロッド等の凸形状部位でファブリックを介して押圧する場合には、ファブリックに凹部が形成される。
　ここで、「略平面形状部位」とは、成形用金型内面の転写のような形状を有する部位のことを指す。
　本発明においては、後述する工程（３）の後、中子の外周面の一部を押圧して変形させた部位（以下、「押圧部位」という）、すなわち、前記凹部や平坦部に流体排出用の孔を開ける工程（４）、及び前記流体排出用の孔から前記粒子を排出する工程（５）を含むことが好ましい。本発明においては、押圧部位以外に流体排出用の孔を開けてもよい。
　また、本発明においては、中子の外周面の一部を押圧する際、ファブリックを介さずに中子の一部外周面を押圧してもよい。ファブリックを介さずに中子の外周面の一部を押圧する場合には、ロッド等の押圧部に相当する孔をファブリックに開けておき、中子に直接加圧することになる。このような方法により得られた成形品は、前記押圧部に相当する孔から包装フィルムを破り、粒子を排出することができる。
　また、本発明において、中子を構成する包装フィルムには離型材を塗布するなどして離型処理を行う、又は二重包装とすることが好ましい。これにより、流体排出孔から粒体を排出する際、粒子が接する包装フィルムも同時に除去することが可能となる。
　本発明において、工程（３）は前記ファブリックと中子を配置した前記成形用金型に樹脂を注入し、樹脂を硬化させる工程である。
　また、本発明の繊維強化プラスチックの成形方法は、前記工程（３）の成形の際、押圧手段によって、前記中子の外周面の一部を押圧して変形させ、前記中子内の内圧を高めることを特徴とする方法である。
　本発明の工程（３）は、具体的には、まず、ファブリックと中子を配置した成型用金型に樹脂を注入し、その後、押圧手段によって中子の外周面の一部を押圧する。その後、前記押圧手段によって押圧したままの状態で樹脂を硬化させる工程である。
　成型用金型に注入する樹脂としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。このうち、最終成形品であるＦＲＰ製品の強度の観点から、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂を用いることが好ましい。
　成形時の成形温度は、成型用金型に充填する樹脂によって適宜調整することができるが、８０～１８０℃であることが好ましく、１１０～１５０℃であることがより好ましい。
　樹脂の硬化時間（以下、「キュア」ということもある）は、２～６０分間であることが好ましく、３～１０分間がより好ましい。
　本発明において、押圧手段としては、前述したようなピストンロッドで中子を押圧する手段を用いることができ、複数のピストンロッドを配置することもできる。あるいは、図４に示すように、高い圧力を発生できる型締め機構を有する成型用金型で中子を押圧する手段であってもよい。
　中子を押圧するためのピストンロッドの形状としては、中子に接触する部位が円柱や半円球など丸みを有する形状であることが好ましい。中子に接触する部位が丸みを有する形状であれば、包装フィルムに損傷を与え難いため好ましい。
　また、高い圧力を発生できる型締め機構を有する成形用金型としては、鋼材製であることが好ましい。高い圧力を発生できる型締め機構を有する成形用金型が鋼材製であれば、耐圧、耐久性が十分であるため好ましい。
　上記押圧手段で中子を押圧する時の圧力は、１～１０ＭＰａが好ましく、２～８ＭＰａであることがより好ましい。
　また、本発明においては、工程（３）が、樹脂注入後、更に、型締め加圧を行う工程であることが好ましい。ここで、「型締め加圧」とは、補圧のことを指す。また、加える圧力としては、１～１０ＭＰａであることが好ましい。樹脂注入後、１～１０ＭＰａで型締め加圧を行うことで、硬化収縮が大きい樹脂を成形する場合に、硬化収縮を抑えることができるため好ましい。
＜実施例１＞
　図１に示すように、中子４を内包したファブリック３を成形用金型１５の内周面形状と同じ形状に賦形したプリフォームを、予め加熱した成形用金型１５の下型１に形成した凹部１ａ内に載置する。
図１では、ファブリック３における断面形状が環状に形成され、その内部に中子４を介在させた形状で構成されている。このようなファブリック３の構成としては、例えば、二枚のシート状のファブリック間に中子４を包み込むような形状が挙げられる。
　そして、成型用金型１５の注入孔（図示せず）から熱硬化性樹脂を注入し、ファブリック３に樹脂を含浸させた後、成型用金型１５にて加熱硬化を行い、所望の形状の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の成形品を製造することができる。
　図１において、中子４は、粒体４ａを包装フィルム４ｂで包み真空パック包装を行って、所望の外形形状、すなわち、矩形の形状に構成したものを用いている。
　下型１には、成形用金型１５のキャビティ内に出没自在なピストンロッド５ａを備えたシリンダ５が設けられている。尚、図１では、ピストンロッド５ａを摺動させるためにシリンダ５の圧力室に作動流体を給排する配管の図示は省略している。以下、本発明の繊維強化プラスチックの成形方法について、更に詳しく説明する。
　まず、上型２と下型１とが互いに近接する方向に移動させて、型締めを行うことで、下型１の凹部１ａ内に載置したファブリック３を加圧することができる。ここで、上型２と下型１から構成される型締め機としては、高圧プレス機を用いることが好ましい。
　樹脂注入時は、比較的低圧で樹脂が注入できるように、これら上型２、及び下型１と、中子４との間隔を０．１～１ｍｍ程広げておくことが好ましい。樹脂充填後、ピストンロッド５ａにより、または、さらに型締めを行うことにより、中子４の圧力を高める。すなわち、樹脂充填後、ピストンロッド５ａ、または型締めの少なくともいずれかにより加圧を行う。一方、樹脂充填後の型加圧を行わない場合には、型締め機としては型の開閉機構を有するものであれば良く、高圧プレス機は不要となる。
　型締め後、ピストンロッド５ａを成形用金型１５のキャビティ内に突出させることで、ファブリック３内に介在させている中子４の外周面における一部部位を押圧する。この押圧により、図１において丸で囲んだ部位Ａを拡大した図２に示すように、異なる粒子径を有する粒子から構成される粒体４ａの流動性が向上し、中子４内の粒体４ａは滑りを生じる。
　特に空隙やボイドが生じ易いファブリック３の内面における四隅にも、中子４を変形させてファブリック３の内面に密接させることができるため、凹部１ａの壁面に沿って形成される縦の部位の内面に沿った領域に、曲がりやシワや空隙やボイドが生じにくい。その結果、寸法精度の高い成型品を得ることができる。
　型締め前に、中子４を包み込んでいる樹脂を含浸したファブリック３と、中子４との間に空隙やボイドが形成されている場合であっても、中子４を変形させることで、空隙やボイドを構成していた空気は、中子４による高い内圧により潰れるか、あるいは樹脂を含浸したファブリック３を通って成形用金型１５から大気中に放出されることになる。また、樹脂を含浸したファブリック３を空気が通ったときに形成された通路は、樹脂を含浸したファブリック３によって自然に塞がれることになる。
　また、成形用金型１５の角部において、成形用金型１５と樹脂を含浸したファブリック３との間に空隙やボイドが存在していた場合であっても、外周面形状を広げた中子４からの押圧によって、ファブリック３が空隙やボイド側に移動する。そして、この空隙やボイドを形成していた空気は、高い内圧により潰れるか、成形用金型１５から大気中に押し出すことができる。
　尚、実施例の説明で用いる各図において、包装フィルム４ｂを分かり易く説明するため、誇張した状態で包装フィルム４ｂの肉厚を厚く示している。実際には、包装フィルム４ｂは、１ｍｍ厚以下の薄いフィルム状に構成することができる。より具体的には、包装フィルム４ｂのフィルムの厚みは、０．０５～１ｍｍであることが好ましい。また、各図において、角パイプ形状の成形品を成形する構成について説明を行っているが、本発明の成形品としては、閉断面を有する他の形状を有する構成であってもよい。
　閉断面に近い形状としては、断面形状がＣ字状の形状等がある。例えば、Ｃ字状の断面形状を有する成形品を形成する場合には、中子４の一部を上型２、又は下型１の成形面に直接当接させた配置構成にすることができる。そして、成形面に当接していない中子４の周囲をファブリック３で覆うことにより、Ｃ字状の断面形状を有する成形品を成形することができる。このため、本願発明における閉断面としては、角パイプ形状等の形状だけでなく、例えば、上述したようなＣ字状の断面形状も包含される。
　図１に示すように、ピストンロッド５ａで中子４の外周面の一部を押圧することによって、ファブリック３の外周面には凹部６が形成されることになる。ピストンロッド５ａで中子４の外周面を押圧すると、中子４内の容積は、粒体４ａの容積に突入したピストンロッド５ａの容積が強制的に加わった状態になる。その結果として、中子４内の内圧を高めることができる。
　中子４の内圧が高まることによって、粒体４ａを構成する粒子は相互の粒子間で滑りを生じて前後左右方向に移動することになる。しかし、粒体４ａを包装している包装フィルム４ｂは真空パック包装を行うことができる材質から構成されているため、粒体４ａを構成する粒子の移動を実質的に制限することなく延長展開することができる。
　このように、本発明の繊維強化プラスチックの成形方法は、中子４の内圧を高め、粒体４ａを構成する粒子間での滑りを生じさせることができるという特徴を有しているため、図２に示すように、中子４を変形させて、中子４とファブリック３との間の空隙やボイドをなくすことができる。
　しかも、中子４の変形は、空隙やボイドが生じ易い部位、すなわち、樹脂を含浸したファブリック３との間の圧力が低い部位において生じるため、空隙やボイドをなくしながら樹脂を含浸したファブリック３の肉厚を所定の肉厚、すなわち、０．１～１ｃｍに維持することができる。
　このように、０．１～１ｃｍの肉厚を有し、所望の外周面形状、すなわち、成形用金型１５の内周面形状と同じ形状に樹脂を含浸したファブリック３を加圧成形することができる。
　図３Ａは、本発明の、中空部を有する成形品の製造段階において、加圧成形が終了した半成形品を、成形用金型から取り出した状態を示す模式図である。加圧成形が終了した半成形品１０ａにおいて、ピストンロッド５ａで押圧したファブリック３の部位に、凹部６が形成されている。
　図３Ｂは、中空部を有する成形品の製造段階において、半成形品の凹部に排出用の孔を開けた状態を示す模式図である。図３Ｂに示すように、凹部６に排出用の孔を開けると、この孔から中子４を構成していた粒体４ａを構成する粒子間に空気が流入し、粒体４ａを構成する粒子間の結合状態が崩れる。そして、結合状態が崩れた粒体４ａを、凹部６に形成した排出用の孔から外部に排出することができる。そして、図３Ｃに示すように、中空部１０ｂを有する成形品１０を完成させることができる。
　粒体４ａを真空パック包装していた包装フィルム４ｂを、成形品１０に対して剥離性がよい材料で構成する、または包装フィルム４ｂを二重包装とする構成にしておくことで、粒体４ａに接する包装フィルム４ｂも成形品１０から取外すことができる。
　このように、本発明の繊維強化プラスチックの成形方法は、中子４とファブリック３との間に空隙やボイドがない状態で、樹脂を含浸したファブリック３に対する加圧成形を施すことができるので、曲がりやシワのない所望の肉厚で所望の外周面形状を有する成形品１０を製造することができる。また、成形用金型１５を閉めた状態において中子４内の内圧が低い場合であっても、ピストンロッド５ａから加えた押圧力によって中子４内の内圧を高めることができるので、成形品１０として、所望の肉厚で所望の外周面形状を有する製品を製造することができる。
　本実施例１を更に具体的に示す。
　図１に示すように、ジルコニア粒子（直径１ｍｍ、３ｍｍの混合、東ソー社製、製品名：ジルコニア粉砕ボールＹＴＺ）（粒体４ａ）をナイロンフィルム（エアテック社製、製品名：ＷＲＩＧＨＴＬＯＮ　７４００、厚さ：５０μｍ、包装フィルム４ｂ）で真空パック包装して中子４ を作製した。さらに、前記中子４を、炭素繊維平織物（三菱レイヨン社製、製品名：ＴＲ３１１０）で５プライで内包してファブリック３とし、成形用金型１５の内周面形状と略同形状に、プリフォームした。次に、８０℃の成形用金型１５の下型１に形成した凹部１ａ内に前記プリフォームを載置し、上型２と下型１を完全に型締めを行った。続いてエポキシ樹脂（ナガセケムテックス社製、製品名：デナタイトＸＮＲ／Ｈ６８１５）を前記プリフォームに注入充填した後、ピストンロッド５ａで中子４の外周面の一部を、圧力３ＭＰａで押圧した。外周面の一部を圧力３ＭＰａで押圧したまま１２０分間キュアし、その後、成型用金型を開いて成形品を取り出した。前記成形品のピストンロッド５ａの押圧により形成された凹部６（図３Ａ）に排出用の孔を開け、粒体４ａを排出用孔から外部に排出し（図３Ｂ）、中空成形品を得た（図３Ｃ）。この成形品は寸法精度が高く、外面にシワなど欠陥のない外観に優れるものであった。ここで、成形品の寸法精度とは、外形寸法のことを指し、ノギスや３次元測定器などの装置にて測定することができる。
＜実施例２＞
　図４を用いて、本願発明に係わる実施例２の構成について説明する。実施例１では、中子４を押圧するための押圧手段としてピストンロッド５ａを用いた構成について説明したが、実施例２では、中子４を押圧するのにピストンロッド５ａを用いない構成になっている。その他の構成は、実施例１と同様の構成になっている。実施例１と同様の構成部材については、実施例１で用いた部材符号と同じ部材符号を用いることにより、その部材についての説明を省略する。
　図４に示すように、下型１の凹部１ａ内にプリフォームされたファブリック３を収納する。図３Ｃで示したように中空部１０ｂを有する成形品１０を製造するため、ファブリック３内には中子４が載置されている。
　樹脂注入後、高い圧力を発生できる型締め機、たとえば、油圧プレス機により、上型２と下型１とで加圧成形する。型締めされることにより、異なる粒子径を有する粒子から構成される粒体４ａの流動性が向上し、中子４を変形させて、中子４と樹脂を含浸したファブリック３との間に空隙やボイドが形成されるのを防ぐことができる。そして、成形用金型１５の成形面と樹脂を含浸したファブリック３との間に生じ易い空隙やボイドが形成されるのを防ぐことができる。
　実施例２を更に具体的に示す。
　図４に示すように、ピストンロッド５ａを用いず、上型２により押圧を行ったこと以外は全て実施例１と同様の条件で成形を行った。成型用金型を開いて成形品を取り出した後、成形品の側面に排出用の孔を開け、粒体４ａを排出用孔から外部に排出し、中空成形品を得た。この成形品は外面にシワなど欠陥がなく、外観に優れるものであった。
　本願発明は、中子を用いた繊維強化プラスチックの成形方法に好適に適用することができる。
１・・・下型
１ａ・・・凹部
２・・・上型
３・・・ファブリック
４・・・中子
４ａ・・・粒体
４ｂ・・・包装フィルム
５・・・シリンダ
５ａ・・・ピストンロッド
６・・・凹部
１０ａ・・・半成形品
１０ｂ・・・中空部
１５・・・成形用金型
１６・・・注入孔
１０４・・・中子
１０５・・・袋部材としてのフィルムバッグ
１０６・・・粒子
１０７・・・プリフォーム
１０８・・・成形用金型
１０９・・・キャビティ
１１０・・・樹脂注入装置
１１１・・・注入孔
１１１ａ・・・注入口
１１２・・・注入管
１１３・・・三方弁
１１４・・・減圧ポンプ
１１５・・・排出孔
１１６・・・吸引管
１１７・・・三方弁
１１８・・・圧力計

Claims (5)

  1. 　繊維強化プラスチックの成形方法であって、
    流動性を有する多数の粒子からなる粒体を可撓性袋体に収容して、中子を形成する工程（１）と、
    　繊維により構成されたファブリックの間に、前記中子を介在させて、前記ファブリックと中子を成形用金型内部に配置する工程（２）と、
    　前記ファブリックと中子を配置した前記成形用金型に樹脂を注入して、硬化を行う工程（３）とを有し、
    　前記工程（３）の硬化を行う際、押圧手段によって、前記中子の外周面の一部を押圧して変形させ、前記中子内の内圧を高めることを特徴とする、繊維強化プラスチックの成形方法。
  2. 　前記可撓性袋体が包装フィルムであり、前記工程（１）が、前記包装フィルムで前記粒体を真空パックして中子を形成する工程である、請求項１に記載の繊維強化プラスチックの成形方法。
  3. 　前記粒体が、異なる粒子径を有する粒子から構成されている、請求項１又は２に記載の繊維強化プラスチックの成形方法。
  4. 　前記工程（３）が、樹脂注入後、更に、型締め加圧を行う工程である、請求項１～３のいずれか一項に記載の繊維強化プラスチックの成形方法。
  5. 　前記工程（３）の後、更に前記中子の外周面の一部を押圧して変形させた部位に流体排出用の孔を開ける工程（４）、及び前記流体排出用の孔から前記粒子を排出する工程（５）を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の繊維強化プラスチックの成形方法。
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