预浸料坯、预成型体、纤维增强复合材料、及它们的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供同时实现了轻质性和力学特性的纤维增强复合材料、其层叠体、及容易成型为它们的夹层结构体的预浸料坯。本发明专利技术为预浸料坯，其是树脂(A)含浸于增强纤维基材(B)而成的，上述增强纤维基材(B)在预浸料坯中以具有折叠角度为0

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】预浸料坯、预成型体、纤维增强复合材料、及它们的制造方法


[0001]本专利技术涉及同时实现了轻质性和力学特性的纤维增强复合材料、以及用于形成该纤维增强复合材料的预浸料坯。

技术介绍

[0002]使用热固性树脂、热塑性树脂作为基体、并且与碳纤维、玻璃纤维等增强纤维组合而成的纤维增强复合材料由于质量轻、且强度、刚性等力学特性、阻燃性、耐腐蚀性优异，因此被应用于航空
·
航天、汽车、铁路车辆、船舶、土木建筑、电子设备、产业机械、及运动用品等大量领域。另一方面，从燃料消耗的改善、携带性的观点考虑，作为构件、壳体，要求进一步的轻质化，也开发了在内部形成有孔隙的多孔质纤维增强复合材料。然而，这样的多孔质纤维增强复合材料存在下述这样的课题：越出于轻质化的目的使孔隙的比例变大，则力学特性越急剧下降。因此，要求一种使纤维增强复合材料轻质化、并且同时实现力学特性的技术。
[0003]作为同时实现纤维增强复合材料的轻质化和力学特性的技术，专利文献1公开了一种复合结构体，其具有增强纤维、树脂和孔隙，并且具有用于增强的突出部。专利文献2公开了一种由固化树脂和无纺片材构成且截面为锯齿状的芯结构体。专利文献3公开了由包含异径截面的碳纤维的纸构成的结构体、和将上述结构体以截面成为锯齿状的方式进行折叠而得的芯结构体。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2018/117181号
[0007]专利文献2：日本特表2012
‑
500864号公报
[0008]专利文献3：日本特表2013
‑
511629号公报

技术实现思路

[0009]专利技术所要解决的课题
[0010]专利文献1是通过增加微细孔隙的总量来实现轻质化的技术，存在与轻质化相伴随力学特性的下降显著这样的课题。在该文献中，采用了肋纹、凸台这样的增强结构，但其为配置于复合结构体的表面上的增强结构，在需要特定的成型模具的方面、薄壁化的方面存在课题。在专利文献2及专利文献3所记载的方法中，在不控制孔隙的直径、量的情况下含浸了树脂，此外，就锯齿状的结构而言，容易因弯曲方向的负载而导致锯齿状的结构开孔，不足以同时实现轻质化和力学特性。本专利技术的目的在于提供同时实现了轻质性和力学特性的纤维增强复合材料。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]用于解决上述课题的本专利技术为预浸料坯及预浸料坯的制造方法，所述预浸料坯是树脂(A)含浸于增强纤维基材(B)而成的，上述增强纤维基材(B)在预浸料坯中以具有折叠
角度为0
°
以上且小于90
°
的多个折痕的折叠状态存在，所述预浸料坯的制造方法依次包括：工序[1]：将增强纤维基材(B)折叠而成为具有折叠角度为0
°
以上且小于90
°
的多个折痕的折叠状态的工序；工序[2]：使树脂(A)与折叠状态的增强纤维基材(B)复合化的工序。
[0013]专利技术的效果
[0014]通过本专利技术，能够容易地得到以高水平同时实现了轻质性和力学特性的纤维增强复合材料。
附图说明
[0015][图1]为示出本专利技术的预浸料坯的一个实施方式中的增强纤维基材(B)的折叠状态的示意图。
[0016][图2]为示出本专利技术的预浸料坯的一个实施方式的截面示意图。
[0017][图3]为将图2所示的实施方式的预浸料坯的一部分放大的截面示意图。
[0018][图4]为用于对预浸料坯的一个实施方式中的增强纤维基材(B)的折叠角度进行说明的示意图。
[0019][图5]为示出本专利技术的纤维增强复合材料的一个实施方式的截面示意图。
[0020][图6]为将本专利技术的预浸料坯的一个实施方式中的增强纤维基材(B)的周围放大的示意图。
[0021][图7]为将本专利技术的纤维增强复合材料的一个实施方式中的微多孔部放大的示意图。
[0022][图8]为示出本专利技术的纤维增强复合材料的一个实施方式的示意图。
[0023][图9]为示出实施例1中制作的预浸料坯中的增强纤维基材(B)的折叠状态的示意图。
[0024][图10]为示出实施例5中制作的预浸料坯中的增强纤维基材(B)的折叠状态的示意图。
[0025][图11]为示出比较例1中制作的预浸料坯中的增强纤维基材(B)的折叠状态的示意图。
[0026][图12]为示出实施例3中制作的纤维增强复合材料的一个实施方式的示意图。
[0027][图13]为示出比较例1中制作的纤维增强复合材料的一个实施方式的示意图。
具体实施方式
[0028]＜预浸料坯＞
[0029][增强纤维基材(B)][0030]本专利技术的预浸料坯的特征在于，增强纤维基材(B)在预浸料坯中以具有折叠角度为0
°
以上且小于90
°
的多个折痕的折叠状态存在。通过使平面状的增强纤维基材(B)以0
°
以上且小于90
°
的折叠角度折叠，从而之后折痕欲伸长而恢复到折叠前的结构的复原力(即作为折叠角度扩大的方向上的力的复原力)被释放，在预浸料坯向纤维增强复合材料的成型中，能够得到预浸料坯的厚度方向上的膨胀力。需要说明的是，预浸料坯中的增强纤维基材(B)经过该加热、成型而成为纤维增强复合材料的微多孔部中的增强纤维(B
’
)。
[0031]以下，对这样的预浸料坯进行说明。需要说明的是，本说明书中的所谓折叠角度，
在对与折痕的方向正交的截面(以下，本说明书中除非特别说明，“截面”是指与折痕的方向正交的截面。)进行观察的情况下，如图4所示，是指以增强纤维基材(B)3的折痕31为中心的弯曲部所成的角度θ。增强纤维基材(B)的折叠角度优选为0
°
以上75
°
以下，更优选为0
°
以上45
°
以下，进一步优选为0
°
以上15
°
以下，特别优选为1
°
以上5
°
以下。通过使其在上述范围内，能够提高向纤维增强复合材料的成型中的膨胀力，故优选。
[0032]在截面中，将任意选择的折痕设为第1折痕的情况下，当依次将与该第1折痕相邻的折痕计为第2折痕、将进一步与该第2折痕相邻的折痕计为第3折痕、将进一步与该第3折痕相邻的折痕计为第4折痕时，增强纤维基材(B)优选以第4折痕以后的折痕中的任一者与上述第1折痕接近的形态折叠。通过如此折叠，折痕伸展时折入接近的折痕间的区域容易形成空间，容易形成后述的粗大孔隙部。需要说明的是，本说明书中，“接近”这样的术语作为表示接触的情况也包括在内的概念的术语使用。另外，以下本说明书中，针对以这样的形式接近的第1折痕、和与第1折痕最接近的第4折痕以后的折痕，有时简称为“接近的一对折痕”。
[0033]另外，在该情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.预浸料坯，其是树脂(A)含浸于增强纤维基材(B)而成的，所述增强纤维基材(B)在预浸料坯中以具有折叠角度为0
°
以上且小于90
°
的多个折痕的折叠状态存在。2.如权利要求1所述的预浸料坯，其中，在与所述折痕的方向正交的截面中，将任意选择的折痕设为第1折痕的情况下，当依次将与所述第1折痕相邻的折痕计为第2折痕、将进一步与该第2折痕相邻的折痕计为第3折痕、将进一步与该第3折痕相邻的折痕计为第4折痕时，所述增强纤维基材(B)以第4折痕以后的折痕中的任一者与所述第1折痕最接近的形态被折叠。3.如权利要求2所述的预浸料坯，其中，在与所述折痕的方向正交的截面中，将所述第1折痕与最接近于所述第1折痕的所述第4折痕以后的折痕的直线距离设为Lr、将从所述第1折痕起直至最接近于所述第1折痕的所述第4折痕以后的折痕为止沿着增强纤维基材(B)连接的距离设为Lf的情况下，所述增强纤维基材(B)的Lr/Lf为0.3以下且Lf为1mm以上200mm以下。4.如权利要求2或3所述的预浸料坯，其中，在与所述折痕的方向正交的截面中，所述增强纤维基材(B)以包含Z字状结构的折叠状态存在，所述Z字状结构以与所述第1折痕相邻的第2折痕中的一者和所述第1折痕作为弯曲点。5.如权利要求4所述的预浸料坯，其中，在与所述折痕的方向正交的截面中，所述增强纤维基材(B)以包含Z字状结构连续的结构的折叠状态存在。6.如权利要求2～5中任一项所述的预浸料坯，其中，在与所述折痕的方向正交的截面中，将与所述第1折痕相邻的折痕设为第2折痕、将进一步与该第2...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井直吉，筱原光太郎，本间雅登，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：