纤维增强复合材料构造体、复合材料成形体及其制造方法技术

本发明专利技术的纤维增强复合材料构造体(6)具备：薄板(2)，其具有第一面、和具有顶面(12)并且在上述第一面上突出且规则地配置的多个凸部(11)；以及表面材料(1)，其具有第二面，且以上述第二面与上述顶面(12)接合。

Fiber reinforced composite material, structural body, composite material forming body and manufacturing method thereof

The invention of the fiber reinforced composite structure (6) includes: (2), the plate has a first surface, and has a top surface (12) and on the first surface and a prominent rule configuration (11); and the surface material (1), which has second sides, and on the second surface and the top surface (12) joint.

【技术实现步骤摘要】
纤维增强复合材料构造体、复合材料成形体及其制造方法本专利技术是申请号为2013800379416(国际申请号为PCT/JP2013/069500)、专利技术名称为“纤维增强复合材料构造体、使用了该纤维增强复合材料构造体的复合材料成形体以及其制造方法”、申请日为2013年07月18日的专利技术申请的分案申请。
本专利技术涉及轻型性、薄壁性、以及刚性优异的纤维增强复合材料构造体。详细而言，本专利技术的纤维增强复合材料构造体在由连续的增强纤维和矩阵树脂形成的薄板的单面接合有由连续的增强纤维和矩阵树脂形成的表面材料，尤其具有轻型性和薄壁性优异的特性。本申请主张基于2012年7月18日在日本申请的日本特愿2012-159553号以及于2013年4月9日在日本申请的日本特愿2013-081019号的优先权，并在此引用其内容。
技术介绍
由于纤维增强树脂复合材料(以下称作“FRP”。)轻型、高强度并且高刚性，所以广泛用于运动或者娱乐用途至汽车或者飞机等工业用途。FRP也用于个人计算机等电气电子设备、家电设备、以及医疗设备的机壳。因为个人计算机以及电话等电气电子设备移动化，所以构成这些设备的部件需要小型、轻型、以及薄壁。尤其，这些设备的机壳需要高强度以及高刚性等，以使在从外部施加负载的情况下，不会产生机壳的一部分挠曲、与内部部件接触而内部部件破损、或机壳本身破坏的情况。专利文献1中，公开了由芯材(I)和纤维增强材(II)形成的夹层构造体(III)，芯材(I)形成蜂窝构造、岛状构造、或者具有沿与表面平行的方向贯通的空隙部位的构造中的至少一个构造，纤维增强材(II)配置在上述芯材(I)的两面，且由连续的增强纤维和矩阵树脂构成。该构造体作用轻型性、薄壁性、以及量产性优异的构造部件而有用，但由于在芯材(I)的两面配置纤维增强材(II)，所以成为妨碍轻型性、薄壁性、以及量产性的要因。另外，专利文献1中公开了如下技术，即，为了在夹层构造体(III)的外周形成树脂构造体(热塑性树脂组成物)作为具有凸出肋部以及铰链部的框架，而在夹层构造体(III)的最外层设置热塑性树脂层，进行注塑注射成形。专利文献1中公开了如下优点，即，配置有热塑性树脂层的部分以约5mm的重叠长度接合，从而稳固地一体化。然而，专利文献1所公开的构造体中，夹层构造体(III)与树脂构造体的接合部位于树脂构造体的上面。即，夹层构造体(III)与树脂构造体上下重合地形成了接合部，从而该重合的接合部中的夹层构造体(III)的厚度成为妨碍机壳的薄壁化的要因。另外，由于夹层构造体(III)位于树脂构造体的上面，所以夹层构造体(III)的侧端面以位于产品外观面的方式形成，从而改善产品外观有限制。专利文献2中公开了如下技术，即，由板状部件和树脂构造体构成，上述板状部件由如下部件形成：位于上面侧和下面侧的表层基体材料；以及位于上述上面侧的基体材料与上述下面侧的基体材料这两个表层基体材料之间的芯层基体材料。并且专利文献2中公开了如下复合成形品，即，上述各表层基体材料由纤维增强树脂形成，上述芯层基体材料由比形成上述各表层基体材料的上述纤维增强树脂软的软质材料形成。专利文献2中公开了该复合成形品作为轻型性、薄壁性优异的复合成形品而有用，但由于在表层基体材料之间配置由软质材料形成的芯层基体材料，所以成为妨碍轻型性以及薄壁性的要因。另外，专利文献2中公开了如下复合成形品，即，上述板状部件和上述树脂构造体具有在相互相对的侧端面上接合的接合面，上述接合面的至少一部分接合面是上述各表层基体材料的侧端面和上述树脂构造体的侧端面具有凹凸形状而接合的凹凸形状接合面，并且在上述凹凸形状接合面中，上述树脂构造体的前端部具有嵌入上述两表层基体材料之间的树脂构造体嵌入前端部。专利文献2中公开了这些接合面能够得到足够的接合强度。在注射成形时的树脂的流动性较低的情况、或者无法提高注射压力的情况等，树脂构造体向芯层基体材料进行的凸形状的侵入不充分，从而成为妨碍板状部件与树脂构造体的足够的接合强度的要因。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-230235号公报专利文献2：国际公开WO2009/034906号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的在于，鉴于以往技术的问题点，提供轻型性以及薄壁性优异的纤维增强复合材料构造体。用于解决课题的方案本专利技术的第一方案的纤维增强复合材料构造体具备：薄板，其具有第一面和多个凸部，上述多个凸部具有顶面，并且在上述第一面上突出且规则地配置；以及表面材料，其具有第二面，且以上述第二面与上述顶面接合。优选构成为，在上述多个凸部中的一个凸部中，上述凸部的顶面的形状以及第一区域的形状是从如下形状中选择的至少一种，其中上述第一区域是，由上述凸部的与上述第一面的分界线围成：正方形、长方形、菱形、三角形、五边形、六边形、圆形、椭圆形、圆角正方形、圆角长方形、圆角菱形、圆角三角形、圆角五边形、以及圆角六边形。优选构成为，上述多个凸部具有第一凸部和第二凸部，其中有一个为上述第一凸部，与上述第一凸部相邻的为上述第二凸部，在上述第一面垂直的方向上，上述第一凸部的中心轴和上述第二凸部的中心轴之间的间隔规定凸部间距，上述凸部间距是上述第一区域的最小径的1.6～2.4倍。优选构成为，在规则地设有上述多个凸部的第二区域中，将上述第二区域的面积定义为α，将上述多个凸部的上述顶面的面积的合计定义为β，比β/α为5％以上且不足40％。优选构成为，在上述多个凸部中的一个凸部中，上述凸部的顶面的面积是上述薄板的板厚的平方的5倍以上～不足500倍。优选构成为，上述多个凸部的高度是上述薄板的板厚的0.5倍以上且不足10倍。优选构成为，上述薄板包含增强纤维，上述多个凸部的排列包括从以下排列中选择的至少一种排列：相对于上述增强纤维的纤维的长度方向而在0°以及90°方向上排列的正方排列以及长方排列、或者上述多个凸部的排列方向相对于上述纤维的长度方向具有角度的交错排列。优选构成为，在上述多个凸部的各凸部中，与上述顶面平行的方向的剖面中的最小值费雷特直径是上述薄板的板厚的3倍以上且不足30倍。优选构成为，在上述多个凸部的各个前端部具有凹状的凹陷。本专利技术的第二方案的复合材料成形体具备：上述第一方案的纤维增强复合材料构造体；填充在形成于上述薄板的端部与上述表面材料的端部之间的空间的接合部；以及通过接合部而与上述纤维增强复合材料构造体接合的树脂构造体。本专利技术的第二方案的复合材料成形体中，优选构成为，还具备凸条，该凸条在上述第一面上突出，且以包围上述多个凸部的方式连续配置，在由上述凸条、上述薄板的上述端部、以及上述表面材料的上述端部围起的空间，填充有上述接合部。本专利技术的第二方案的复合材料成形体中，优选构成为，具有粘合剂层，该粘合剂层设置在上述纤维增强复合材料构造体与上述树脂构造体接合的接合界面。上述树脂构造体优选包含热塑性树脂。上述树脂构造体优选还包含玻璃纤维。本专利技术的第三方案的复合材料成形体的制造方法构成为，准备包含增强纤维和热固化性树脂组成物的预成型料层叠体，使用具有突起或者凹陷的模具来对上述预成型料层叠体进行加热加压，从而制成具有多个凸部的薄板，通过在上述薄板的上述凸部的顶面接合表面材料来制成纤维增强复合材料构造体，将树脂材料注入注射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强复合材料构造体，其特征在于，具备：薄板，其具有第一面和多个凸部，上述凸部具有顶面，并且在上述第一面上突出且规则地配置；以及表面材料，其具有第二面，且以上述第二面与上述顶面接合，上述薄板及上述表面材料是由增强纤维加强了矩阵树脂的材料，上述增强纤维是以使长纤维取向为0°以及90°的方式层叠将多个长纤维向一个方向对齐地排列而呈片状的材料而成，或者是由长纤维形成的织物。

【技术特征摘要】
2012.07.18 JP 2012-159553;2013.04.09 JP 2013-081011.一种纤维增强复合材料构造体，其特征在于，具备：薄板，其具有第一面和多个凸部，上述凸部具有顶面，并且在上述第一面上突出且规则地配置；以及表面材料，其具有第二面，且以上述第二面与上述顶面接合，上述薄板及上述表面材料是由增强纤维加强了矩阵树脂的材料，上述增强纤维是以使长纤维取向为0°以及90°的方式层叠将多个长纤维向一个方向对齐地排列而呈片状的材料而成，或者是由长纤维形成的织物。2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料构造体，其特征在于，在上述多个凸部中的一个凸部中，上述凸部的顶面的形状以及第一区域的形状是从如下形状中选择的至少一种，其中上述第一区域由上述凸部与上述第一面的分界线围成：正方形、长方形、菱形、三角形、五边形、六边形、圆形、椭圆形、圆角正方形、圆角长方形、圆角菱形、圆角三角形、圆角五边形、以及圆角六边形。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强复合材料构造体，其特征在于，上述多个凸部具有第一凸部和第二凸部，其中有一个为上述第一凸部，与上述第一凸部相邻的为上述第二凸部，在与上述第一面垂直的方向上，由上述第一凸部的中心轴和上述第二凸部的中心轴之间的间隔规定凸部间距，上述凸部间距是上述第一区域的最小径的1.6～2.4倍。4.根据权利要求1～3任一项中所述的纤维增强复合材料构造体，其特征在于，在第二区域即规则地设有上述多个凸部的区域中，将上述第二区域的面积定义为α，将上述多个凸部的上述顶面的面积的合计定义为β，比β/α为5％以上且不足40％。5.根据权利要求1～4任一项中所述的纤维增强复合材料构造体，其特征在于，在上述多个凸部中的一个凸部中，上述凸部的顶面的面积是上述薄板的板厚的平方的5倍以上～不足500倍。6.根据权利要求1～5任一项中所述的纤维增强复合材料构造体，其特征在于，上述多个凸部的高度是上述薄板的板厚的0.5倍以上且不足10倍。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高野恒男，风早佑二，西村光史，前田明宏，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP