[發明專利]預浸料坯及其制造方法

在審

• 申請號: 201680070386.0
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108291044A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 武田一朗;川本史織;坂田宏明
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: C08J5/24
• 分類號: C08J5/24;B32B5/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍;焦成美

預浸料坯，其中，在使熱固性樹脂含浸于沿單向排列的碳纖維而成的纖維層的至少一面上存在有樹脂層，所述樹脂層包含熱固性樹脂及不溶于該熱固性樹脂的熱塑性樹脂，該預浸料坯中包含的碳纖維的纖維質量為120～300g/m²，樹脂含有率為25～50質量％，將預浸料坯層疊，在拉拔速度為0.2mm/min、垂直應力為0.1bar、拉拔位移為1mm的條件下，在40～80℃的溫度范圍內每隔10℃測定層間摩擦系數時，于層間摩擦系數成為最低的溫度將預浸料坯暴露24小時后，在纖維正交方向的直線上的表面形狀的極值頻率為30個/mm以下。提供下述預浸料坯，所述預浸料坯適用于航空器結構構件，在制成纖維增強塑料時呈現出高沖擊強度，并且使預浸料坯層疊體追隨三維形狀時賦型性優異。

技術領域

本發明涉及用于得到纖維增強塑料的碳纖維增強預浸料坯。

背景技術

纖維增強塑料由于比強度、比剛度優異，因而被廣泛用于航空器結構構件、風車的葉片、汽車外板及IC托盤、筆記本電腦的殼體(外殼)等計算機用途等，其需求正逐漸增加。其中，碳纖維增強復合材料由于輕質且強度及剛性優異，因而被廣泛用于以民用航空器為代表的航空器產業，近年來，也被用于主翼、機身等大型結構構件。

對于這些結構構件，多使用將多片預浸料坯層疊后使其固化而得到的纖維增強塑料層疊板。對于纖維增強塑料層疊板而言，通過將碳纖維沿單向拉齊，從而能夠提高纖維體積含有率，能夠最大限度地利用碳纖維的高彈性模量及強度。另外，通過以單位面積重量的偏差小的方式預先使高功能樹脂含浸于預浸料坯，從而使得到的纖維增強塑料層疊板的品質穩定。另一方面，作為纖維增強塑料層疊板的不足之處，可舉出：當撞到來自面外的異物時，在預浸料坯的層間容易發生剝離。層間剝離的存在導致結構構件的壓縮強度的降低，因此在航空器的設計中，沖擊后壓縮強度(CAI)自古以來被認為是設計約束條件，CAI的提高是在進行纖維增強塑料的材料設計方面最重要的課題。在這樣的背景下，專利文獻1中提出了在將熱塑性樹脂微粒化后使其偏在化地存在于表面而得到的預浸料坯。若層疊多個該預浸料坯而得到纖維增強塑料層疊板，則能夠使高韌性的熱塑性樹脂偏在化地存在于層間，能夠使從面外施加沖擊時的層間剝離面積降低，從而使CAI提高。目前，在航空器的一次結構構件中使用的纖維增強塑料中應用這樣的“層間高韌化”預浸料坯已經成為主流。

已知在結構構件的制造工序中，在利用高壓釜等進行的成型固化工序之前，使預浸料坯追隨目標三維形狀而制成預成型體的賦型工序是決定構件品質的優劣的重要工序。雖然在將預浸料坯逐層賦型時能夠得到高品質的預成型體，但是成本高且工序時間也變長。因此，為了提高生產效率，下述被稱為熱壓成型(hot-forming)的賦型法已在使用，即，利用自動機床預先將預浸料坯高速層疊為平板狀制成預浸料坯層疊體，然后一邊對預浸料坯層疊體加熱一邊將其賦型為三維形狀。專利文獻2中公開了下述賦型法：將預浸料坯層疊體配置于心軸(mandrel)與膨脹性氣囊之間，使氣囊膨脹，由此一邊將層疊體彎曲一邊將其壓靠至心軸。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平1-104624號公報

專利文獻2：國際公開96/06725號

發明內容

發明要解決的課題

上述專利文獻2的賦型法中，在預浸料坯層疊體各層彎曲變形的同時層間產生滑動，從而基材追隨作為目標的形狀。此時如各層的彎曲變形較層間滑動的進行而言更優先發生時，將存在下述這樣的問題：基材將無法追隨形狀，從而在預成型體中產生褶皺。預成型體含有褶皺時，在得到的構件中由該褶皺導致的尺寸不齊也將承繼，作為構件的結構強度降低，因而品質不穩定。

鑒于上述背景技術中的問題點，本發明的課題在于提供下述預浸料坯，所述預浸料坯適用于航空器結構構件，在制成纖維增強塑料時呈現出高沖擊強度，并且使預浸料坯層疊體追隨三維形狀時賦型性優異。

用于解決課題的手段