片状增强纤维基材、预成型体及纤维增强树脂成型品制造技术

本发明专利技术提供制作纤维增强树脂成型品时的废弃部分少、且增强用增强纤维基材的位置偏离小的片状增强纤维基材、预成型体、及纤维增强树脂成型品。一种片状增强纤维基材，其特征在于，将增强纤维束以使其长度方向成为一个方向的方式并丝而配置，使相邻的增强纤维束的位置彼此束缚从而保持片状的形态，在所述片状增强纤维基材内，部分地增加增强纤维的配置量，每单位面积的增强纤维配置重量不一致。

Sheet reinforced fiber base material, preformed body and fiber reinforced resin molding

The invention provides a flake reinforced fiber base material, a preform and a fiber reinforced resin molding product when the fiber reinforced resin molding product is made less and the position of the reinforcing fiber substrate is smaller. A flake reinforced fiber material, which is characterized in that the reinforcing fiber bundles in the length direction is a direction of the way and wire configuration, the adjacent reinforced fiber bundle are bound to maintain the position of flake form, the flake reinforced fiber substrate, increased to enhance fiber configuration the per unit area of the reinforced fiber configuration weight is not consistent.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】片状增强纤维基材、预成型体及纤维增强树脂成型品
本专利技术涉及作为纤维增强树脂成型品的基材的片状增强纤维基材、使用了该片状增强纤维基材的预成型体、及纤维增强树脂成型品。
技术介绍
近年来，纤维增强树脂(FiberReinforcedPlastic：FRP)中，使用了碳纤维的碳纤维增强树脂(CarbonFiberReinforcedPlastic：CFRP)轻质且强度、刚性等机械特性优异。因此，纤维增强树脂构件在运输用设备中的应用正在不断发展。作为纤维增强树脂成型品的制造方法，树脂传递成型(RTM)法受到瞩目，其应用在不断发展。RTM法中，能够以连续纤维的形态使用增强纤维，因此，制成的纤维增强树脂成型品的机械特性(例如刚性、强度)高。另外，与以往的使用了高压釜的纤维增强树脂构件的成型方法相比，RTM法能够以更短的生产周期(cycletime)成型出纤维增强树脂成型品，生产率优异。RTM法中，通常使用：(i)以平纹织物、斜纹织物等形态将增强纤维束织造而得到的织物基材；或者(ii)使用辅助纱将平行地并丝而配置的增强纤维束利用缝合(stitching)等方法进行接合而使得形态得以保持的无褶皱(non-crimp)基材。这些织物基材、无褶皱基材均具有预先制作的、以恒定的宽度及单位面积重量(每单位面积的重量)沿长度方向连续的增强纤维基材的形态。并且，根据所期望的纤维增强树脂成型品的形状、物性，可从增强纤维基材中以若干种切割图案切出裁切基材。切割图案基本上具有将经成型的纤维增强树脂成型品的形状展开为平面而得到的形状。配置多片裁切基材并进行层合，以使得各裁切基材的增强纤维的取向成为预先设定的方向，并且，增强纤维的配置量成为预先设定的量。在所期望的纤维增强树脂成型品为立体形状的情况下，使用赋形用的模具，将层合体赋形为与纤维增强树脂成型品大致相同的形状。此时，使用增强纤维基材上的粘合剂等而将形状固定，形成预成型体。进而，将该预成型体配置在成型模具内，合上成型模具，然后将环氧树脂等液态树脂注入成型模具内而使树脂含浸于预成型体中，使树脂固化。结果，纤维增强树脂成型品得以完成。上述方法中，从具有恒定的宽度、沿长度方向连续的增强纤维基材中切出具有规定的切割图案形状的裁切基材。因此，位于切割图案外侧的不需要的部分的增强纤维基材不形成成型构件。因此，在切割图案的形状为无法高效地从增强纤维基材切出裁切基材的形状的情况下，不需要的部分的比例增多。结果，材料的成品率显著降低，构件的制造成本升高。为了解决上述课题，例如专利文献1的技术中，在片状基底材料上的具有规定形状(相当于切割图案的形状)的区域并列地配置多根增强纤维束并进行粘接，从而制造具有所述区域的形状的预成型体制作用基材。专利文献1的技术中，使用增强纤维直接制作具有相当于裁切基材的形状的增强纤维基材，而并不是从预先设置的增强纤维基材以规定的切割图案切出裁切基材。因此，专利文献1的技术中，不存在将裁切基材切出工序，能够减少材料的废弃量。另一方面，为了更有效地利用轻质且机械特性优异这样的纤维增强树脂成型品的特性，存在根据纤维增强树脂成型品的要求特性而部分地提高强度、刚性的情况。具体而言，在纤维增强树脂成型品的一部分中，增加增强纤维的量。这种情况下，通常多采用下述方法：从预先形成的具有恒定的宽度及单位面积重量的增强纤维基材切出具有要增强的部位的形状的增强用裁切基材，将其附加性地层合于裁切基材。为了实现纤维增强树脂成型品中的合适的增强，存在要求将增强用裁切基材配置于增强纤维基材层合体的内层的情况。通过这种方法进行增强时，由于从预先形成的增强纤维基材切出增强用的裁切基材，因此，除裁切基材以外的部分成为不需要的部分，结果，材料成品率恶化。尤其是对于增强用的裁切基材而言，通常多为比纤维增强树脂成型品整体小的形状。因此，在具有将纤维增强树脂成型品的形状展开为平面而得到的形状的裁切基材的层合时，附加小的增强用裁切基材的操作不仅繁杂，而且生产率也差。此外，部分地配置的增强用裁切基材在赋形时容易偏离，从而难以以稳定的品质进行生产。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开第2014-159099号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题因此，(i)要求在制作纤维增强树脂成型品时不使废弃部分变多、不使材料成品率恶化的片状增强纤维基材。(ii)要求在进行用于部分地提高纤维增强树脂成型品的机械特性的增强时、不会由于切出增强用增强纤维基材而使材料成品率恶化的片状增强纤维基材。(iii)要求能够容易地实现将增强用增强纤维基材配置于需要的位置、而不发生位置偏离的状态的片状增强纤维基材。用于解决课题的手段本专利技术是为了解决上述课题中的至少一部分而作出的，并能够以以下的方式实现。(1)片状增强纤维基材，其特征在于，将增强纤维束以使其长度方向成为一个方向的方式并丝而配置，使相邻的增强纤维束的位置彼此束缚从而保持片状的形态，在所述片状增强纤维基材内，部分地增加增强纤维的配置量，每单位面积的增强纤维配置重量不一致。(2)片状增强纤维基材，其特征在于，将增强纤维束以使其长度方向成为一个方向的方式并丝而配置从而形成层，将所述层以使得增强纤维束的长度方向不同的方式层合2层以上，使相邻的增强纤维束的位置彼此束缚从而保持片状的形态，在所述片状增强纤维基材内，部分地增加增强纤维的配置量，每单位面积的增强纤维配置重量不一致。(3)如(1)或(2)所述的片状增强纤维基材，其中，所述片状增强纤维基材的外周形状呈现出根据纤维增强树脂成型品的形状而确定的任意形状，所述纤维增强树脂成型品是使用所述片状增强纤维基材作为增强纤维而形成的，所述增强纤维配置重量不一致的部位根据所述纤维增强树脂成型品的设计要求而确定。(4)如(1)或(2)所述的片状增强纤维基材，其中，所述片状增强纤维基材的外周形状呈现出根据具有立体形状的纤维增强树脂成型品的形状而确定的任意形状，所述纤维增强树脂成型品是使用所述片状增强纤维基材作为增强纤维而形成的，所述增强纤维配置重量不一致的部位是在根据所述纤维增强树脂成型品的形状而对片状增强纤维基材进行赋形时、随着其变形从而增强纤维配置重量减少的部位。(5)如(1)至(4)中任一项所述的片状增强纤维基材，其中，将相邻的所述增强纤维束的位置彼此束缚的手段为树脂成分粘合剂。(6)如(1)至(4)中任一项所述的片状增强纤维基材，其中，将相邻的所述增强纤维束的位置彼此束缚的手段为利用辅助纱进行的缝合。(7)增强纤维基材预成型体，其是使用包含至少1片以上(1)至(6)中任一项所述的片状增强纤维基材的2片以上的增强纤维基材，以立体形状进行赋形并进行形状固定而形成的，所述增强纤维基材预成型体是部分地增加了增强纤维的配置量而得到的增强纤维基材预成型体。(8)纤维增强树脂成型品，其是使基体树脂含浸于(7)所述的部分地增加了增强纤维的配置量而得到的增强纤维基材预成型体中并进行固化而形成的。另外，本专利技术也能够以以下的方式实现。(1)根据本专利技术的一个方式，可提供用于形成纤维增强树脂成型品的片状增强纤维基材。所述片状增强纤维基材具有第一层，所述第一层包含以长度方向大致相同的方式配置的多根增强纤维束，其中，相邻的所述增强纤维束在至少一部分中彼此束缚。所述第一层具有：第本文档来自技高网...

【技术保护点】
片状增强纤维基材，其用于形成纤维增强树脂成型品，所述片状增强纤维基材具有第一层，所述第一层包含以长度方向大致相同的方式配置的多根增强纤维束，其中，相邻的所述增强纤维束在至少一部分中彼此束缚，所述第一层具有：第1部分，所述第1部分包含多根所述增强纤维束；和第2部分，所述第2部分包含多根所述增强纤维束，且每单位面积的增强纤维的重量多于所述第1部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.19 JP 2015-0562921.片状增强纤维基材，其用于形成纤维增强树脂成型品，所述片状增强纤维基材具有第一层，所述第一层包含以长度方向大致相同的方式配置的多根增强纤维束，其中，相邻的所述增强纤维束在至少一部分中彼此束缚，所述第一层具有：第1部分，所述第1部分包含多根所述增强纤维束；和第2部分，所述第2部分包含多根所述增强纤维束，且每单位面积的增强纤维的重量多于所述第1部分。2.如权利要求1所述的片状增强纤维基材，其还具有第二层，所述第二层包含以长度方向大致相同的方式配置的多根增强纤维束，其中，相邻的增强纤维束在至少一部分中彼此束缚，所述第一层和第二层以各自包含的多根增强纤维束的长度方向彼此不同的方式层合，所述第二层中包含的至少一部分增强纤维束在至少一部分中被所述第一层中包含的增强纤维束束缚，所述第二层具有：第3部分，所述第3部分的至少一部分配置于与所述第一部分重叠的位置，且所述第3部分包含多根所述增强纤维束；和第4部分，所述第4部分的至少一部分配置于与所述第2部分重叠的位置，且所述第4部分包含多根所述增强纤维束，且每单位面积的所述增强纤维的重量多于所述第3部分。3.如权利要求1或2所述的片状增强纤维基材，其中，所述第一层还包含：第1部分层，所述第1部分层被设置于所述第1部分和所述第2部分，且每单位面积的所述增强纤维的重量是恒定的；和第2部分层，所述第2部分层被设置于所述第2部分，而未被设置于所述第1部分，且每单位面积的所述增强纤维的重量是恒定的。4.如权利要求1或2所述的片状增强纤维基材，其中，所述第2部分中的所述增强纤维束比所述第1部分中的所述增强纤维束更粗。5.如权利要求1或2所述的片状增强纤维基材，其中，所述第2部分中的所述多根增强纤维束以比所述第1部分中的所述多根增强纤维束的间隔更窄的间隔进行配置。6.如权利要求1至5中任一项所述的片状增强纤维基材，其中，所述片状增强纤维基材具有根据所述纤维增强树脂成型品的形状而确定的外周形状，所述第1部分及所述第2部分根据所述纤维增强树脂成型品的设计要求而确定。7.如权利要求1至5中任一项所述的片状增强纤维基材，其中，所述第2部分是在所述纤维增强树脂成型品中构成下述部位的部分，所述部位的强度和刚性中的至少一者大于所述第1部分构成的部位。8.如权利要求1至5中任一项所述的片状增强纤维基材，其中，所述片状增强纤维基材具有根据所述纤维增强树脂成型品的形状而确定的外周形状，所述第2部分为下述部位，在根据所述纤维增强树脂成型品的形状而对所述片状增强纤维基材进行赋形时，伴随所述片状增强纤维基材的变形，所述部位的每单位面积的增强纤维的重量减少。9.如权利要求1至5中任一项所述的片状增强纤维基材，其中，所述第2部分是在所述纤维增强树脂成型品中构成下述部位的部分，所述部位具有的曲率大于所述第1部分构成的部位的曲率。10.如权利要求1至9中任一项所述的片状增强纤维基材，其中，利用树脂粘合剂将相邻的所述增强纤维束彼此束缚。11.如权利要求1至9中任一项所述的片状增强纤维基材，其中，利用辅助纱将相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻诚司，佐藤将之，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP