多轴向插入编织物基材的制造方法、多轴向插入编织物基材及纤维增强复合材料技术

本发明专利技术的目的在于，提供生产性高的多轴向插入编织物基材的制造方法、及能够得到表面平滑性良好且强度、弹性模量高的成形件的多轴向插入编织物基材、以及包括上述多轴向插入编织物基材的纤维增强复合材料。多轴向插入编织物基材的制造方法包括对多轴向插入编织物基材前驱体(1)在特定的条件下进行加压加热处理，多轴向插入编织物基材前驱体(1)包含多轴向堆叠物(30)和缝合线(42)，缝合线(42)配置为约束多轴向堆叠物(30)，可以形成约束编织物(40)，并且，多轴向插入编织物基材中，构成多轴向插入编织物基材的增强纤维的网孔(50)的宽度为可以构成约束编织物(40)的缝合线(42)的公称直径以下。

Manufacturing method of multi axial insertion woven substrate, multi axial insertion woven substrate and fiber reinforced composite material

The aim of the present invention is to provide a manufacturing method of a high productive multi axial inserting braiding material, and a multi axial inserting fabric substrate for a forming piece with good surface smoothness, strength and high modulus of elasticity, and a fiber reinforced composite including the base material of the multiple axial insertion braided fabric. A manufacturing method for a multi axial insertion braiding substrate includes a pressurized heating treatment for a multi axial insertion braiding precursor (1) under specific conditions, a multi axial insertion fabric substrate precursor (1) including a multi axial stack (30) and a suture (42), and a suture (42) configured to constrain a multiaxial stack (30), which can be formed. The width of the mesh (50) of a multi axial insertion braid substrate (50) is less than the nominal diameter of a suture (42) of the constrained braided fabric (40), which is a constraint braiding (40), and in a multi axial insertion braid substrate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多轴向插入编织物基材的制造方法、多轴向插入编织物基材及纤维增强复合材料
本专利技术涉及一种多轴向插入编织物基材的制造方法、多轴向插入编织物基材及纤维增强复合材料。本申请基于2015年12月14日在日本提出申请的日本特愿2015－243446号主张优先权，并将其内容编入本说明书中。
技术介绍
将各种增强纤维和各种基体树脂复合化而成的纤维增强复合材料轻量且具有良好的机械特性，故而被广泛用于航空航天用途(航空器部件等)、汽车用途(汽车部件)、体育用途(体育用品、自行车部件等)、建筑用途(建筑物的加强材料等)、一般产业用途等。作为纤维增强复合材料的制造方法，例如，已知有对于将未含浸基体树脂组成物的增强纤维基材堆叠于成形模上而成的物体，使基体树脂组成物含浸且固化的成形法(手糊成型法、树脂传递模塑(RTM)法、真空辅助树脂传递模塑(VaRTM)法等)。作为纤维增强复合材料的制造中所使用的增强纤维基材，可举出如下的增强纤维编织物基材、多轴向插入编织物基材(也称作多轴向缝合基材、多轴向编织物基材。)等，其中，就上述增强纤维编织物基材而言，将增强纤维线作为经线及纬线的任一方或双方的增强纤维编织物基材；就上述多轴向插入编织物基材而言，将多根增强纤维沿一个轴向并丝而成的增强纤维片材以各增强纤维的轴向为两个以上的方式堆叠两片以上，形成多轴堆叠物，通过由缝合线构成的约束编织物约束上述多轴堆叠物，上述缝合线以将上述增强纤维片材一体化的方式编成。上述增强纤维基材中的多轴向插入编织物基材因以下两点而备受瞩目，即，其与增强纤维编织物基材相比无需将增强纤维线彼此编织而成、生产性良好，另外，其因不具有织纹而机械特性良好；以及其因能够将增强纤维的克重增大而使堆叠作业大幅省力化，制造低价的纤维增强复合材料。但是，就多轴向插入编织物基材而言，在缝合线贯入增强纤维片材的部分，增强纤维被缝合线推开，将导致在缝合线的周边产生大致菱形的不存在增强纤维的区域、即所谓网孔。因此，在含浸于多轴向插入编织物基材中的基体树脂组成物固化时，该网孔部分成为树脂缩痕的原因，产生成形件的表面平滑性下降这样的问题。另外，亦将产生成形件的强度、弹性模量因增强纤维的弯曲而下降这样的问题。为了抑制这种成形件表面平滑性的下降，提出了如下的多轴向插入编织物基材：作为缝合线的材料，使用熔点为80～200℃的低熔点聚合物，在树脂含浸时使缝合线熔解，并使增强纤维分散，由此，期待使网孔缩小(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2002－227066号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1的多轴向插入编织物基材中，即使缝合线在树脂含浸时熔解，由于不存在促使增强纤维分散的外力，故而，也难以使网孔充分缩小。另外，一般就由低熔点聚合物构成的缝合线而言，与通常使用的缝合线相比，其强度较差，故而，存在如下生产性差的问题，即，在生产多轴向插入编织物基材时产生断线、增强纤维的分离或紊乱等。这种状况下，本专利技术的目的在于，提供一种生产性高的多轴向插入编织物基材的制造方法、及能够得到表面平滑性良好且强度、弹性模量高的成形件的多轴向插入编织物基材、以及包括上述多轴向插入编织物基材的纤维增强复合材料。用于解决课题的技术方案本专利技术具有下述方面。[1]一种多轴向插入编织物基材的制造方法，其特征在于，包括：对多轴向插入编织物基材前驱体进行加压加热处理，上述多轴向插入编织物基材前驱体包含多轴向堆叠物和缝合线，上述多轴向堆叠物由将多根增强纤维沿一个轴向并丝而成的增强纤维片材堆叠两片以上而成，上述缝合线由具有玻璃化转变温度及熔点的材料构成，该缝合线配置为约束上述多轴向堆叠物，其中，上述加压加热处理中的加热温度为如下温度：比上述缝合线的玻璃化转变温度高10℃以上、且比上述缝合线的熔点低10度以上。[2]如[1]所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，上述多轴向堆叠物由两片以上的上述增强纤维片材以如下方式堆叠而成：上述增强纤维片材各自的增强纤维的轴向为两个以上。[3]如[1]或[2]所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，上述缝合线形成约束编织物。[4]如[1]～[3]中任一项所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，上述加压加热处理中的载荷线压为15N/cm以上且150N/cm以下。[5]如[1]～[4]中任一项所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，在上述加压加热处理中，加压和加热同时进行。[6]如[1]～[5]中任一项所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，上述增强纤维是碳纤维。[7]如[1]～[6]中任一项所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，上述缝合线由选自由聚酯、及尼龙构成的组中的一种以上的材料构成。[8]一种多轴向插入编织物基材，包含多轴向堆叠物和缝合线，上述多轴向堆叠物由将多根增强纤维沿一个轴向并丝而成的增强纤维片材堆叠两片以上而成，上述缝合线配置为约束上述多轴向堆叠物，其中，使用上述缝合线的纤度s(dtex)、密度ρ(g/cm3)及圆周率π而定义为：[算式1]的缝合线的公称直径d[μm]、和在缝合线向增强纤维片材贯入的部位产生的增强纤维的网孔的宽度D[μm]满足下式(1)：D≤d...(1)。[9]如[8]所述的多轴向插入编织物基材，其中，上述增强纤维是碳纤维。[10]如[8]或[9]所述的多轴向插入编织物基材，其中，上述缝合线由选自由聚酯、及尼龙构成的组中的一种以上的材料构成。[11]如[8]～[10]中任一项所述的多轴向插入编织物基材，其中，上述缝合线形成约束编织物。[12]如[11]所述的多轴向插入编织物基材，其中，上述约束编织物的编织组织是选自由链式编织组织、单梳栉经编组织、及经平编链组织构成的组中的一种以上的编织组织。[13]一种纤维增强复合材料，其中，具有：[8]～[12]中任一项上述的多轴向插入编织物基材；基体树脂。专利技术效果根据本专利技术的多轴向插入编织物基材的制造方法，能够以高生产性生产能够得到表面平滑性良好且强度、弹性模量高的成形件的多轴向插入编织物基材。另外，根据本专利技术的多轴向插入编织物基材的制造法，可防止因缝合线的熔融引起的缝合线的切断，故而，能够抑制如下不良影响的产生，即，可招致增强纤维片材的增强纤维的分离或紊乱等生产上的不良。就本专利技术的多轴向插入编织物基材而言，由于增强纤维的网孔小，故而，能够得到在网孔部分产生的树脂突起小、成形件的表面平滑性良好，且增强纤维的弯曲小、强度、弹性模量高的成形件。就本专利技术的纤维增强复合材料而言，由于包括本专利技术的多轴向插入编织物基材，故而表面平滑性良好，且强度、弹性模量高。附图说明图1是表示多轴向插入编织物基材前驱体的一例的示意图；图2是表示多轴向插入编织物基材前驱体的网孔经本专利技术的多轴向插入编织物基材的制造方法而缩小的样子的概念图。具体实施方式以下的术语的定义可在本说明书及权利要求书的整个范围内适用。“多轴向插入编织物基材的基准方向”是指约束编织物的线圈纵行方向。另外，多轴向插入编织物基材的基准方向是0°方向，与多轴向插入编织物基材的基准方向正交的方向是90°方向。“线圈纵行(wale)”是指纵向连续的圈干(needleloop)的列，“约束编织物的线圈纵行方向”是指在约束编织物中纵向连续的圈干的列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多轴向插入编织物基材的制造方法，其特征在于，包括：对多轴向插入编织物基材前驱体进行加压加热处理，所述多轴向插入编织物基材前驱体包含多轴向堆叠物和缝合线，所述多轴向堆叠物由将多根增强纤维沿一个轴向并丝而成的增强纤维片材堆叠两片以上而成，所述缝合线由具有玻璃化转变温度及熔点的材料构成，该缝合线配置为约束所述多轴向堆叠物，其中，所述加压加热处理中的加热温度为如下温度：比所述缝合线的玻璃化转变温度高10℃以上、且比所述缝合线的熔点低10度以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.14 JP 2015-2434461.一种多轴向插入编织物基材的制造方法，其特征在于，包括：对多轴向插入编织物基材前驱体进行加压加热处理，所述多轴向插入编织物基材前驱体包含多轴向堆叠物和缝合线，所述多轴向堆叠物由将多根增强纤维沿一个轴向并丝而成的增强纤维片材堆叠两片以上而成，所述缝合线由具有玻璃化转变温度及熔点的材料构成，该缝合线配置为约束所述多轴向堆叠物，其中，所述加压加热处理中的加热温度为如下温度：比所述缝合线的玻璃化转变温度高10℃以上、且比所述缝合线的熔点低10度以上。2.如权利要求1所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，所述多轴向堆叠物由两片以上的所述增强纤维片材以如下方式堆叠而成：所述增强纤维片材各自的增强纤维的轴向为两个以上。3.如权利要求1或2所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，所述缝合线形成约束编织物。4.如权利要求1～3中任一项所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，所述加压加热处理中的载荷线压为15N/cm以上且150N/cm以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的多轴向插入编织物基材的制造方法，其中，在所述加压加热处理中，加压和加热同时进行。6.如权利要求1～5中任一项所述的多轴向插入编织物基材的...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田耕志，伊藤稔之，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP