[發明專利]纖維寬度調節裝置、方法及復合材料成型方法

有效

• 申請號: 201910067907.2
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN110271206B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 平林大輔;長田保
• 申請（專利權）人: 株式會社斯巴魯
• 主分類號: B29C70/38
• 分類號: B29C70/38
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

本發明涉及纖維寬度調節裝置、纖維寬度調節方法及復合材料成型方法，能夠制作纖維的朝向及寬度都發生變化的帶狀纖維作為CFRP或GFRP等復合材料的原材料。實施方式的纖維寬度調節裝置具有旋轉體，所述旋轉體將浸滲了樹脂后或浸滲樹脂前的片狀纖維夾入，以與所述片狀纖維的厚度方向平行的旋轉軸為中心而旋轉，通過與所述片狀纖維之間的摩擦力，一邊將所述片狀纖維沿進給方向送出，一邊使包含與所述厚度方向及所述進給方向垂直的方向的分量的力作用于所述片狀纖維，由此使纖維的取向角與所述片狀纖維的寬度一同發生變化。

技術領域

本發明的實施方式涉及纖維寬度調節裝置、纖維寬度調節方法及復合材料成型方法。

背景技術

目前，作為用纖維增強了樹脂的材料，已知的是玻璃纖維增強塑料(GFRP：Glassfiber reinforced plastics)及碳纖維增強塑料(CFRP：Carbon Fiber ReinforcedPlastics)等纖維增強塑料(FRP：fiber reinforced plastics)。FRP也被稱為復合材料，通過在纖維中浸滲有熱固性樹脂的狀態下使樹脂加熱固化來制作。

更具體地說，復合材料可通過將使未固化的熱固性樹脂浸滲于纖維而成的片狀原材料即半固化物(プリプレグ)層疊而賦形，然后使賦形后的半固化物的層疊體加熱固化來制作。或者，也已知有將浸滲熱固性樹脂前的片狀纖維層疊而賦形，然后再浸滲熱固性樹脂并使其加熱固化的RTM(Resin Transfer Molding)法。RTM法中的進行抽真空而向纖維浸滲樹脂的方法被稱為VaRTM(Vacuum assisted Resin Transfer Molding)法，利用模具使樹脂浸滲的方法被稱為對模(matched－die)RTM法。

在利用RTM法來制作復合材料的情況下，需要以具有適當寬度和厚度的片狀纖維為原材料來制作。因此，已知的是將碳纖維束或玻璃纖維束等增強纖維束薄薄地且均勻地拓寬的技術(例如，參照專利文獻1)。

開纖是利用輥等使纖維束連續地邊拓寬寬度邊變薄的作業，所述纖維束是通過將具有0.007mm左右的粗細度的纖維制成12000根～24000根左右的束而得到的。近年來，通過開纖而得到的帶狀纖維(テープ狀の繊維)均以干式帶材(ドライテープ材)之類的名稱來銷售。

另外，附著有片狀或粉末狀熱塑性粘合劑的干式帶材也正在被銷售。因此，通過使熱塑性粘合劑熱熔敷，能夠一邊將干式帶材暫時留住一邊層疊。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2010/137525號

發明內容

發明要解決的課題

但是，通過開纖而制作的干式帶材的寬度和構成干式帶材的纖維的取向角及間隔都很均勻。因此，在制作纖維的取向角成為徑向的復合材料即纖維增強方向成為放射狀的復合材料的情況下，需要將多個干式帶材隔開間隙地配置在徑向上，或者相反地一邊使一部分重疊一邊配置多個干式帶材。

另外，因為1條干式帶材所含的纖維的朝向都很均勻，所以在比干式帶材的寬度更窄的范圍內，不能將纖維的取向角制成徑向。換句話說，既然干式帶材具有寬度，且纖維的取向角為恒定，那么勢必會在纖維的朝向上產生相對于徑向的誤差。特別是，通過開纖技術，能夠制作輕而薄的干式帶材，但只能制作厚度薄且寬度較寬的干式帶材。因此，在制作在同一纖維增強層內纖維的取向角都成為徑向的復合材料的情況下，存在的問題是在纖維的取向角上產生的誤差會增大。

因此，本發明的目的在于，能夠制作纖維的朝向及寬度均發生變化的帶狀纖維作為CFRP或GFRP等復合材料的原材料。

用于解決課題的技術方案