用于复合片材的成型方法和成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术解决的问题是提供一种用于获得复合片材的成型方法和成型装置，所述成型方法和所述成型装置使得能够使用较少的作为辅助材料的剥离纸而以高质量和高速度来制造热固性树脂预浸片材。一种用于制造其中纤维片材被浸渍有热固性树脂材料的热固性树脂预浸片材的复合片材的成型方法包括：使其中热固性树脂材料被支撑在具有预定厚度的转移片材的一个表面上的树脂转移片材与纤维片材的一个表面接触以被重叠；对处于重叠状态下的树脂转移片材和纤维片材进行加热处理或加热加压处理；和对处于加热和重叠状态下的树脂转移片材和纤维片材进行冷却处理或冷却加压处理，从而将热固性树脂材料转移到纤维片材以被附着到纤维片材的一个表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于复合片材的成型方法和成型装置
本专利技术涉及一种用于获得复合片材的成型方法和成型装置，在所述复合片材中，诸如环氧树脂和不饱和聚酯树脂的热固性树脂材料以片材的形式被承载在由诸如碳纤维和玻璃纤维的增强纤维束制成的的纤维片材的一个表面上。
技术介绍
与金属材料相比，以热固性树脂作为基体树脂的常规的纤维增强复合材料具有较轻的重量，并且比强度和比刚度更优异，并且具有比仅树脂材料更高的弹性和更高的强度。因此，所述纤维增强复合材料是在包括航空航天、汽车、土木工程/建筑、锻炼工具等在内的各个领域中引起关注的材料。纤维增强复合材料的成型品被制造为具有所需形状的层叠成型体，其中通过形成层叠制品来将热固性树脂材料浸渍到增强纤维束中，在该层叠制品中，通过将要作为基体的热固性树脂材料浸渍到由碳纤维、玻璃纤维等的增强纤维束制成的纤维片材中而获得的片材状预浸片材在各个方向上并且在许多情况下通过对层叠制品进行高压釜成型、热压成成等被层叠。在非专利文献1中，作为湿式法和干式法(热熔法)，分别描述了用于其中热固性树脂材料被浸渍到纤维束中的预浸片材的制造方法。湿式法是将纤维束浸入通过用溶剂稀释热固性树脂材料而获得的溶液中的方法。该方法是树脂到纤维束中的浸渍特性方面优异的方法，但是需要溶剂的蒸发/干燥过程，并且在一些情况下，在片材中会出现由残留溶剂引起的缺陷。在干式法(热熔法)中，由于热固性树脂材料被直接浸渍到纤维束中，因此不需要溶剂处理过程，可以制造可靠的预浸片材而不会对该片材产生不良影响。作为用于其中通过干式法(热熔法)将纤维沿一个方向增强的预浸片材的制造方法，例如在非专利文献1的图中例示了以下方法。将纤维束以片材形式从排线架中拉出，在排线架上设置有缠绕有碳纤维束的多个卷线轴。在两个被将树脂涂布到剥离纸的树脂涂布纸夹在中间的情况下，片材形式的纤维束经过加热加压单元，并且被加工成预浸片材，在所述预浸片材中，热固性树脂材料被浸渍到纤维束中。之后，预浸片材的表面之一上的剥离纸被从预浸片材剥离，而另一表面上的剥离纸粘合到预浸片材的一个表面上，并被卷线轴等将其拉起。文献引用清单非专利文献非专利文献1：“NewApplicationsandMarketofCarbonFiber”，由YutakaMaeda编著，由CMCPublishingCo.，Ltd.出版，第一版，2000年11月30日发行，第51页。
技术实现思路
技术问题当要通过上述干式法(热熔法)制造具有重纤维基重(即，厚层)的预浸片材时，热固性树脂材料从上表面和下表面被浸渍到片材形式的纤维束中，但是由于纤维束的纤维在厚度方向上具有较多的纤维，因此即使通过加热降低热固性树脂材料的粘度，热固性树脂的浸渍时间也变长，即加工速度变慢，这是一个问题。另外，存在在纤维束中容易产生孔隙的问题。此外，由于热固性树脂材料的浸渍距离也变长，因此各纤维可以容易地通过树脂的流动而在厚度方向上弯曲，处于平直状态的纤维减少，且在一些情况下，厚层预浸片材被层叠的成型品的动态特性可能会劣化。当要通过上述干式法(热熔法)制造具有轻纤维基重(即，薄层)的预浸片材时，由于要涂布到剥离纸的热固性树脂材料的量也很小，从片材形式的纤维束的任一表面执行热固性树脂材料到纤维束中的浸渍。因此，热固性树脂材料从纤维束的一个表面移动，树脂以较大的量存在于纤维束的在树脂的一侧的表面上，而树脂在纤维束的另一表面上以较小的量存在。因此，即使通过薄层缩短了树脂的纤维间移动距离，也难以加快用于均匀树脂浸渍的加工速度。如果热固性树脂材料在预浸片材中在厚度方向上不均匀地存在，则在预浸片材的表面上的粘着性能会变化，这可能容易导致预浸片材在预浸片材的自动层叠时无法粘合的问题。另外，在完成的成型品中，热固性树脂材料在厚度方向上的量变得不均匀，在一些情况下可能会影响动态特性。另外，由于作为辅助材料的剥离纸以垂直夹持的形式被使用，因此需要预浸片材的制造长度的两倍的长度。此外，由于在热固性树脂材料的涂布过程和预浸片材的制造过程中，剥离纸承受加热或加热加压的负荷，因此重复使用受到限制。特别是在预浸片材的制造中，在高温加热状态下承受大压力负载的剥离纸可能会具有粗糙的表面状态，或者剥离度会发生变化，因此，热固性树脂材料的重新应用变得困难，并且在许多情况下该片材不能被再次用作树脂涂布纸。因此，从预浸片材的制造中的生产成本的观点出发，大量使用作为辅助材料的剥离纸也是一个问题。此外，当要制造具有轻纤维基重(即，薄层)的预浸片材时，相对于生产重量，剥离纸的使用进一步增加，并且因此，作为辅助材料的剥离纸的成本作为薄层预浸片材的制造中的问题更加重要。因此，本专利技术的目的是提供一种用于获得复合片材的成型方法和成型装置，所述成型方法和成型装置使得能够使用较少的作为辅助材料的剥离纸而以高质量和高速度来制造热固性树脂预浸片材。问题的解决方案根据本专利技术的用于复合片材的成型方法是一种用于复合片材的成型方法，所述复合片材用于制造热固性树脂预浸片材，在所述热固性树脂预浸片材中，纤维片材被浸渍有热固性树脂材料，所述成型方法包括：使预定厚度的热固性树脂材料被承载在转移片材的一个表面上以形成树脂纤维片材，从而与纤维片材的一个表面接触以被堆叠在纤维片材上；对处于堆叠状态下的树脂转移片材和纤维片材进行加热处理或加热加压处理；和对处于加热和堆叠状态下的树脂转移片材和纤维片材进行冷却处理或冷却加压处理，以使得热固性树脂材料被转移到纤维片材，并使热固性树脂材料附着到纤维片材的一个表面侧。此外，当对处于堆叠状态的树脂转移片材和纤维片材进行加热处理或加热加压处理时，加热温度在30℃至80℃的范围内，并且热固性树脂材料在加热温度下的粘度为100000Pa·s或更小。此外，假设包含在纤维束中的纤维的密度为ρCg/cm3，纤维片材的基重为WCg/m2，热固性树脂材料的密度为ρRg/cm3，并且承载在转移片材上的热固性树脂材料的基重为WRg/m2，当热固性树脂材料被一体形成到纤维片材的表面侧时的厚度为{(WC/ρC)/1000}+{(WR/ρR)/1000}]mm或更大。此外，在热固性树脂材料被承载在转移片材的一个表面上的同时，使热固性树脂材料与纤维片材的一个表面接触。此外，纤维片材具有10g/m2至80g/m2的基重。此外，承载在转移片材上的热固性树脂材料具有10g/m2至55g/m2的基重。此外，承载在转移片材上的热固性树脂材料通过被涂布在转移片材上而被承载。此外，转移片材以环形状态被形成。另外，纤维片材通过开松处理而形成。此外，在使树脂转移片材与纤维片材的一个表面接触以被堆叠在纤维片材上之后，使剥离片材与纤维片材的不与树脂转移片材接触的另一表面接触以被堆叠在纤维片材上。根据本专利技术的用于热固性树脂预浸片材的制造方法包括：通过加热加压处理将热固性树脂材料浸渍到通过以上任一所述的用于复合片材的成型方法成型的复合片材的纤维束中，以形成热固性树脂预浸片材。此外，使另一纤维片材附着到复合片材的热固性树脂材料被转移所至的表面侧，并且热固性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于复合片材的成型方法，所述复合片材用于制造热固性树脂预浸片材，在所述热固性树脂预浸片材中，热固性树脂材料被浸渍到纤维片材中，所述成型方法包括：/n使树脂转移片材与所述纤维片材的一个表面接触以被堆叠在所述纤维片材上，在所述树脂转移片材中，预定厚度的所述热固性树脂材料被承载在转移片材的一个表面上；/n对处于堆叠状态下的所述树脂转移片材和所述纤维片材进行加热处理或加热加压处理；以及/n对处于加热和堆叠状态下的所述树脂转移片材和所述纤维片材进行冷却处理或冷却加压处理，以使得使所述热固性树脂材料被转移到所述纤维片材，并且使所述热固性树脂材料附着到所述纤维片材的一个表面侧。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180926 JP 2018-1796681.一种用于复合片材的成型方法，所述复合片材用于制造热固性树脂预浸片材，在所述热固性树脂预浸片材中，热固性树脂材料被浸渍到纤维片材中，所述成型方法包括：
使树脂转移片材与所述纤维片材的一个表面接触以被堆叠在所述纤维片材上，在所述树脂转移片材中，预定厚度的所述热固性树脂材料被承载在转移片材的一个表面上；
对处于堆叠状态下的所述树脂转移片材和所述纤维片材进行加热处理或加热加压处理；以及
对处于加热和堆叠状态下的所述树脂转移片材和所述纤维片材进行冷却处理或冷却加压处理，以使得使所述热固性树脂材料被转移到所述纤维片材，并且使所述热固性树脂材料附着到所述纤维片材的一个表面侧。


2.根据权利要求1所述的用于复合片材的成型方法，其中
当对处于所述堆叠状态下的所述树脂转移片材和所述纤维片材进行所述加热处理或所述加热加压处理时，加热温度在从30℃至80℃的范围内，并且所述热固性树脂材料在所述加热温度下的粘度为100000Pa.s或更小。


3.根据权利要求1或2所述的用于复合片材的成型方法，其中
假设包含在所述纤维束中的纤维的密度为ρCg/cm3，所述纤维片材的基重为WCg/m2，所述热固性树脂材料的密度为ρRg/cm3，并且承载在所述转移片材上的热固性树脂材料的基重为WRg/m2，当所述热固性树脂材料被一体形成到所述纤维片材的所述一个表面侧时的厚度为[{(WC/ρC)/1000}+{(WR/ρR)/1000}]mm或更大。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于复合片材的成型方法，其中
在所述热固性树脂材料被承载在所述转移片材的所述一个表面上的同时，连续地使所述热固性树脂材料与所述纤维片材的所述一个表面接触。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于复合片材的成型方法，其中
所述纤维片材具有10g/m2至80g/m2的基重。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于复合片材的成型方法，其中
承载在所述转移片材上的所述热固性树脂材料具有10g/m2至55g/m2的基重。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于复合片材的成型方法，其中
承载在所述转移片材上的所述热固性树脂材料通过被涂布到所述转移片材上而被承载。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于复合片材的成型方法，其中
所述转移片材以环形状态被形成。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于复合片材的成型方法，其中
所述纤维片材通过开松处理形成。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于复合片材的成型方法，其中
在使所述树脂转移片材与所述纤维片材的所述一个表面接触以被堆叠在所述纤维片材上之后，使剥离片材与所述纤维片材的不与所述树脂转移片材接触的另一表面接触以被堆...

【专利技术属性】
技术研发人员：川边和正，山田耕平，近藤庆一，伊与宽史，替地慎，
申请(专利权)人：福井县，
类型：发明
国别省市：日本;JP