能够通过结构简单的装置制造具有绝缘部件的预成型体。碳纤维预成型体层叠有多个碳纤维片材，且多个碳纤维片材经由具有热塑性的粘合树脂相互粘合。该碳纤维预成型体具有部分通电层，该部分通电层配置在多个碳纤维片材的至少一个层间、以及表层的至少一方上，且在与层叠方向正交的面方向上具有层叠方向上的电阻比碳纤维片材大的电阻区域、和能够在层叠方向上通电的通电区域。在面方向上的、通电区域及与通电区域的周边对应的区域内，多个碳纤维片材经由粘合树脂而粘合。在除通电区域及与通电区域的周边对应的区域以外的区域，多个碳纤维片材没有经由粘合树脂粘合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】能够通过结构简单的装置制造具有绝缘部件的预成型体。碳纤维预成型体层叠有多个碳纤维片材，且多个碳纤维片材经由具有热塑性的粘合树脂相互粘合。该碳纤维预成型体具有部分通电层，该部分通电层配置在多个碳纤维片材的至少一个层间、以及表层的至少一方上，且在与层叠方向正交的面方向上具有层叠方向上的电阻比碳纤维片材大的电阻区域、和能够在层叠方向上通电的通电区域。在面方向上的、通电区域及与通电区域的周边对应的区域内，多个碳纤维片材经由粘合树脂而粘合。在除通电区域及与通电区域的周边对应的区域以外的区域，多个碳纤维片材没有经由粘合树脂粘合。【专利说明】
本专利技术涉及碳纤维预成型体。
技术介绍
作为使树脂的强度提高的复合材料，公知有碳纤维增强塑料。这种碳纤维增强塑料例如通过使热固性树脂含浸于包含碳纤维的基材(以下，也称为“碳纤维预成型体”或简称为“预成型体”)中并进行加热而进行制造。另外，作为一种碳纤维预成型体，已知有通过将多个碳纤维片材层叠并将各片材之间粘合而进行制造的类型。作为将层叠的多个碳纤维片材粘合的方法，能够例示将多个碳纤维片材的层叠体配置于加热后的模具中并进行加压的方法、通电加热法、感应加热法、超声波熔接法等。在这些方法中，一般的方法是:在将配置在碳纤维片材与碳纤维片材的层间的树脂、配置在碳纤维片材表面的树脂、或者含浸于碳纤维片材中的树脂加热并使其熔融后，进行冷却而使树脂固化，由此使碳纤维片材彼此粘着。 专利文献 专利文献1:日本特开昭58 - 155926号公报 专利文献2:日本特开昭59 — 2815号公报 专利文献3:日本特开2009 - 73132号公报 非专利文献 非专利文献1:河越正羽、另外3名，“关于利用了 CFRP接头的电阻的熔着法的基础研究”，第2次复合材料合同会议，JCCM - 2讲，论文集2011，Paper#2B 一 07
技术实现思路
但是，上述的各种方法均既有优点又有缺点。因此，以往，不得不根据碳纤维预成型体的用途来选择将层叠的多个碳纤维片材粘合的方法。例如，在使用加热了的模具的方法中，模具温度的上升及下降需要很长时间和巨大能量。另一方面，通电加热法、感应加热法、及超声波熔接法能够以比较短的时间进行粘合。但是，在超声波熔接法中，需要作为超声波发生源的器具(焊头(horn))，在感应加热法中，需要作为磁场产生源的器具(线圈)。其结果是，装置变得昂贵。另外，在超声波熔接法中，虽然容易进行平面形状的碳纤维片材的粘合，但对于具有立体形状的碳纤维片材，难以向模具内配置，有很多限制。 与此相比，在通电加热法中，将模具本身作为电极使用，利用多个碳纤维片材层间的接触电阻使其发热，因此所使用的装置的结构简单。另一方面，通电加热法不适用于制造在通电路径的中途介入有绝缘性部件的类型的预成型体(例如，在层叠的碳纤维片材之间或在层叠体的表层配置有玻璃纤维片材的预成型体)。这是因为，在层叠方向上无法通电，结果，无法利用电阻发热对作为粘合树脂的树脂进行加热并使其熔融。在该情况下，通过沿碳纤维片材的面方向进行通电，能够利用碳纤维片材的固有电阻使其发热，从而能对树脂进行加热并使其熔融。但是，在这样的方法中，需要在多个碳纤维片材中的每一个片材上都配置电极，从而装置的结构复杂化。 另外，在利用通电加热法将碳纤维片材的整个面粘合的情况下，由于碳纤维片材的电阻小从而流动有大电流，因此在瞬间需要巨大的能量。因此，难以将面积大的碳纤维片材粘合。另外，在将碳纤维片材的整个面粘合的情况下，整个面被固定。其结果是，在制造好预成型体后所实施的树脂成型工序中，难以确保在成型模具中配置预成型体时所需要的、向厚度方向(层叠方向)的回弹力。若成型模具内的预成型体的厚度方向的回弹力不足，则在预成型体与上模之间及预成型体与下模之间形成间隙。其结果是，成型时注入的树脂较多地残留于该间隙中，成为产生不良的原因。 由于以上内容，追求能够用结构简单的装置制造具有绝缘部件的预成型体。另外，鉴于制造预成型体后的工序所花费的时间，追求能够以短时间制造该预成型体。另外，追求确保了碳纤维片材的层叠方向上的回弹力的预成型体。另外，追求减少预成型体的制造所需的能量。 本专利技术用于解决上述课题的至少一部分，能够作为以下的形态或适用例而实现。 一种碳纤维预成型体，是层叠有多个碳纤维片材、且多个碳纤维片材经由具有热塑性的粘合树脂相互粘合的碳纤维预成型体，在该碳纤维预成型体中， 在上述多个碳纤维片材中的至少一组相邻的碳纤维片材之间的位置、和上述碳纤维预成型体的表层上的位置中的、至少一方上，具有部分通电层，在该部分通电层中，上述层叠的方向上的电阻比上述碳纤维片材高的电阻区域、和上述层叠的方向上的电阻比上述电阻区域低的通电区域，沿与上述层叠的方向正交的面方向分布， 在设于上述部分通电层中的上述通电区域内及与上述通电区域的周边对应的区域内，上述多个碳纤维片材经由上述粘合树脂而粘合。 这样的结构的碳纤维预成型体能够通过通电加热法制造。具体而言，能够从部分通电层中的通电区域通过而沿碳纤维片材的层叠方向通电，从而将碳纤维片材粘合。因此，能够以比较短的时间制造碳纤维预成型体。另外，在通电加热法中使用的电极只要沿层叠方向设置一对就足够，因此能够用结构简单的装置制造碳纤维预成型体。需要说明的是，层叠方向上的电阻比电阻区域低的通电区域也可以充分理解为“能够通电的区域”或“容易通电的区域”。层叠方向上的通电区域的电阻可以比碳纤维片材的电阻小，也可以比碳纤维片材的电阻大。另外，部分通电层还可以具备具有如下电阻的区域，该电阻的大小在电阻区域的电阻的大小和通电区域的电阻的大小之间。 如适用例I所述的碳纤维预成型体，其中， 在上述电阻区域内的至少一部分中，上述多个碳纤维片材没有经由上述粘合树脂而粘合。 需要说明的是，在电阻区域内另外一部分中，碳纤维片材可以经由粘合树脂而粘口 ο 若形成这样的形态，则与碳纤维片材的整个面被粘合的情况相比，能够确保碳纤维片材的层叠方向上的回弹力。 如适用例I或2所述的碳纤维预成型体，其中， 上述部分通电层由绝缘片材构成， 上述通电区域包含将上述绝缘片材沿上述层叠的方向贯穿的开口部。 根据这样的结构的碳纤维预成型体，能够使部分通电层为简单的结构。其结果是，能够降低碳纤维预成型体的成本。另外，能够简化碳纤维预成型体的制造工序。 如适用例I至3中任一项所述的碳纤维预成型体，其中， 上述通电区域的面积比上述碳纤维片材的面积的1%大。 根据这样的结构的碳纤维预成型体，通过使通电区域超过1%，能够以能够保持预成型体的形态的程度将碳纤维片材之间粘合。 如适用例I至4中任一项所述的碳纤维预成型体，其中， 上述通电区域的面积为上述碳纤维片材的面积的20%以下。 根据这样的结构的碳纤维预成型体，能够减少制造工序中所需要的能量。具体而言，能够减少通电加热所需要的电量。 另外，本专利技术能够也构成为适用例6?适用例9的碳纤维增强塑料。适用例6?适用例9的碳纤维增强塑料发挥和与其分别对应的适用例I?4的碳纤维预成型体相同的效果。 —种碳纤维增强塑料，为层叠有多个碳纤维片材的碳纤维增强塑料，其特征在于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳纤维预成型体，是层叠有多个碳纤维片材、且多个碳纤维片材经由具有热塑性的粘合树脂相互粘合的碳纤维预成型体，在所述碳纤维预成型体中，在所述多个碳纤维片材中的至少一组相邻的碳纤维片材之间的位置、和所述碳纤维预成型体的表层上的位置中的、至少一方上，具有部分通电层，在该部分通电层中，所述层叠的方向上的电阻比所述碳纤维片材高的电阻区域、和所述层叠的方向上的电阻比所述电阻区域低的通电区域，沿与所述层叠的方向正交的面方向分布，在设于所述部分通电层中的所述通电区域内及与所述通电区域的周边对应的区域内，所述多个碳纤维片材经由所述粘合树脂而粘合。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：长崎绚太郎，铃木保，辻治彦，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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