[發明專利]片狀增強纖維基材、預成型體及纖維增強樹脂成型品

有效

• 申請號: 201680015641.1
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN107428033B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 辻誠司;佐藤將之
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: B29B15/10
• 分類號: B29B15/10;B29C70/10;B32B5/00;B32B5/12;B32B5/28;B29K105/08
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 楊宏軍

本發明提供制作纖維增強樹脂成型品時的廢棄部分少、且增強用增強纖維基材的位置偏離小的片狀增強纖維基材、預成型體、及纖維增強樹脂成型品。一種片狀增強纖維基材，其特征在于，將增強纖維束以使其長度方向成為一個方向的方式并絲而配置，使相鄰的增強纖維束的位置彼此束縛從而保持片狀的形態，在所述片狀增強纖維基材內，部分地增加增強纖維的配置量，每單位面積的增強纖維配置重量不一致。

技術領域

本發明涉及作為纖維增強樹脂成型品的基材的片狀增強纖維基材、使用了該片狀增強纖維基材的預成型體、及纖維增強樹脂成型品。

背景技術

近年來，纖維增強樹脂(Fiber Reinforced Plastic：FRP)中，使用了碳纖維的碳纖維增強樹脂(Carbon Fiber Reinforced Plastic：CFRP)輕質且強度、剛性等機械特性優異。因此，纖維增強樹脂構件在運輸用設備中的應用正在不斷發展。

作為纖維增強樹脂成型品的制造方法，樹脂傳遞成型(RTM)法受到矚目，其應用在不斷發展。RTM法中，能夠以連續纖維的形態使用增強纖維，因此，制成的纖維增強樹脂成型品的機械特性(例如剛性、強度)高。另外，與以往的使用了高壓釜的纖維增強樹脂構件的成型方法相比，RTM法能夠以更短的生產周期(cycle time)成型出纖維增強樹脂成型品，生產率優異。

RTM法中，通常使用：(i)以平紋織物、斜紋織物等形態將增強纖維束織造而得到的織物基材；或者(ii)使用輔助紗將平行地并絲而配置的增強纖維束利用縫合(stitching)等方法進行接合而使得形態得以保持的無褶皺(non-crimp)基材。這些織物基材、無褶皺基材均具有預先制作的、以恒定的寬度及單位面積重量(每單位面積的重量)沿長度方向連續的增強纖維基材的形態。

并且，根據所期望的纖維增強樹脂成型品的形狀、物性，可從增強纖維基材中以若干種切割圖案切出裁切基材。切割圖案基本上具有將經成型的纖維增強樹脂成型品的形狀展開為平面而得到的形狀。配置多片裁切基材并進行層合，以使得各裁切基材的增強纖維的取向成為預先設定的方向，并且，增強纖維的配置量成為預先設定的量。

在所期望的纖維增強樹脂成型品為立體形狀的情況下，使用賦形用的模具，將層合體賦形為與纖維增強樹脂成型品大致相同的形狀。此時，使用增強纖維基材上的粘合劑等而將形狀固定，形成預成型體。進而，將該預成型體配置在成型模具內，合上成型模具，然后將環氧樹脂等液態樹脂注入成型模具內而使樹脂含浸于預成型體中，使樹脂固化。結果，纖維增強樹脂成型品得以完成。

上述方法中，從具有恒定的寬度、沿長度方向連續的增強纖維基材中切出具有規定的切割圖案形狀的裁切基材。因此，位于切割圖案外側的不需要的部分的增強纖維基材不形成成型構件。因此，在切割圖案的形狀為無法高效地從增強纖維基材切出裁切基材的形狀的情況下，不需要的部分的比例增多。結果，材料的成品率顯著降低，構件的制造成本升高。

為了解決上述課題，例如專利文獻1的技術中，在片狀基底材料上的具有規定形狀(相當于切割圖案的形狀)的區域并列地配置多根增強纖維束并進行粘接，從而制造具有所述區域的形狀的預成型體制作用基材。專利文獻1的技術中，使用增強纖維直接制作具有相當于裁切基材的形狀的增強纖維基材，而并不是從預先設置的增強纖維基材以規定的切割圖案切出裁切基材。因此，專利文獻1的技術中，不存在將裁切基材切出工序，能夠減少材料的廢棄量。

另一方面，為了更有效地利用輕質且機械特性優異這樣的纖維增強樹脂成型品的特性，存在根據纖維增強樹脂成型品的要求特性而部分地提高強度、剛性的情況。具體而言，在纖維增強樹脂成型品的一部分中，增加增強纖維的量。這種情況下，通常多采用下述方法：從預先形成的具有恒定的寬度及單位面積重量的增強纖維基材切出具有要增強的部位的形狀的增強用裁切基材，將其附加性地層合于裁切基材。