纤维增强树脂中空成形体及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种使用了树脂一体化纤维片的纤维增强树脂中空成形体(30)，所述树脂一体化纤维片含有由连续纤维组开纤的、且并列状排列在一个方向的单方向连续纤维和存在于所述单方向连续纤维的至少表面上的热塑性树脂，所述中空成形体(30)中，所述树脂一体化纤维片以1片或多片层叠的状态、以产生搭接部的方式卷绕，通过使所述热塑性树脂浸渗在所述单方向连续纤维内，使所述树脂一体化纤维片一体化。使所述树脂一体化纤维片一体化。使所述树脂一体化纤维片一体化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维增强树脂中空成形体及其制造方法


[0001]本专利技术涉及使用了半浸渗材料的纤维增强树脂中空成形体及其制造方法。

技术介绍

[0002]通过将增强纤维材料即碳纤维与各种基体树脂复合化而得到的纤维增强塑料能够广泛应用于各种领域及用途。而且，在要求高度的机械特性及耐热性等的航空及宇宙领域或一般产业领域中，采用以热塑性树脂为基体树脂的单方向性的连续纤维。以往，采用将树脂完全浸渗到碳纤维基体材料中的预浸渗材料(prepreg)，暗示具有作为复合材料时的耐冲击性优异、成形时间短、且成形成本降低的可能性。可是，树脂完全浸渗的预浸渗材料因硬度高、缺乏柔软性而难以进行圆形加工。因此，注重于树脂未浸渗到增强纤维基体材料内的半浸渗材料(semipreg)。半浸渗材料是基体树脂附着熔合在纤维基体材料上的状态或半浸渗状态的未浸渗材料的基体片，柔软且赋形性优异。此外，能够直接进行成形，因而成形效率也优异。
[0003]可是，在对增强纤维树脂进行成形时，需要使热塑性树脂浸渗在纤维基体材料中，在短纤维的情况下需要加工成无纺布，效率非常差。此外，在连续纤维的情况下有时取向偏移混乱，而且产生气孔及皱纹等缺陷。因此，一直在寻求能够用于直接成形的更适合的半浸渗基体材料。
[0004]专利文献1中，提出了通过使用可膨胀的芯型来使纤维强化树脂预成型品与金属成形体一体化。专利文献2中，提出了在附带内压保持管的芯型的外周上卷绕长纤维取向预浸渗片，在节状部附近进而卷绕短纤维二维随机预浸渗片，通过在模具内使内压保持管膨胀而进行加热加压成形的高尔夫球轴的制造方法。专利文献3中，提出了将含有特定的氟树脂和增强纤维的带状的纤维强化复合材料卷绕在第1层的外周上的管材的制造方法。专利文献4中，提出了作为管材的成形基体材料，使用在使增强纤维并丝在一个方向而成的片材上重叠由热塑性树脂形成的无纺布而得到的片状的成形基体材料。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2018
‑
172116号公报
[0008]专利文献2：日本特开2013
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106782号公报
[0009]专利文献3：WO2017/191735说明书
[0010]专利文献4：日本特开2011
‑
62818号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的问题
[0012]可是，上述以往技术中存在原料基体材料硬、或者不能单独处理的问题，还有中空成形加工也困难的问题。
[0013]本专利技术为了解决上述以往的问题，通过采用处理性良好的半浸渗材料，提供一种
既薄且赋形性又优异的纤维增强树脂中空成形体及其制造方法。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]本专利技术涉及使用了树脂一体化纤维片的纤维增强树脂中空成形体，其中，所述树脂一体化纤维片含有由连续纤维组开纤的、且并列状排列在一个方向上的单方向连续纤维和存在于所述单方向连续纤维的至少表面上的热塑性树脂；所述中空成形体是所述树脂一体化纤维片以1片或多片层叠的状态以产生搭接部的方式卷绕，通过使所述热塑性树脂浸渗在所述单方向连续纤维内而使所述树脂一体化纤维片一体化的纤维增强树脂中空成形体。
[0016]本专利技术的纤维增强树脂中空成形体的制造方法中，采用含有由连续纤维组开纤的、且并列状排列在一个方向的单方向连续纤维和存在于所述单方向连续纤维的至少表面上的热塑性树脂的树脂一体化纤维片，在弹性体的表面上，将所述树脂一体化纤维片以1片或多片层叠的状态以产生搭接部的方式卷绕，将缠卷了所述树脂一体化纤维片的所述弹性体配置在具有中空形状的加热模具内，通过向所述弹性体的内部供给压力流体来进行压空成形，使所述热塑性树脂熔化，使所述热塑性树脂浸渗在所述单方向连续纤维中，使所述树脂一体化纤维片一体化。
[0017]专利技术效果
[0018]本专利技术的纤维增强树脂中空成形体通过采用含有由连续纤维组开纤的且并列状排列在一个方向的单方向连续纤维和存在于所述单方向连续纤维的至少表面上的热塑性树脂的树脂一体化纤维片，能够提供半浸渗材料的处理性好、既薄且赋形性又优异的纤维增强树脂中空成形体及其制造方法。此外，本专利技术的中空成形体的制造方法，因成形循环快而能够以短时间得到高质量的中空成形体。
附图说明
[0019]图1A是本专利技术的一个实施方式的纤维增强树脂中空成形体的示意立体图，图1B是同图的示意剖视图。
[0020]图2是表示图1的纤维增强树脂中空成形体的成形中所使用的树脂一体化碳纤维片的层叠方法的示意说明图。
[0021]图3A是中空成形中所使用的芯型的示意立体图，图3B是同图的将树脂一体化碳纤维片卷绕在芯型上时的示意立体图，图3C是图3B的剖视图。
[0022]图4A是表示将卷绕了树脂一体化碳纤维片的芯型装入成形模具中的状态的示意俯视图，图4B是图4A的I
‑
I线剖视图。
[0023]图5是本专利技术的一个实施方式的纤维增强树脂中空成形体的成形中所使用的树脂一体化碳纤维片的示意立体图。
[0024]图6是图5所示的树脂一体化碳纤维片的宽度方向的示意剖视图。
[0025]图7是表示图5所示的树脂一体化碳纤维片的制造方法的示意工序图。
[0026]图8是实施例1的纤维增强树脂中空成形体的端部及中央部上的试验力
‑
变位测定坐标图。
[0027]图9是实施例2的纤维增强树脂中空成形体的端部及中央部上的试验力
‑
变位测定坐标图。
[0028]符号说明
[0029]1树脂一体化碳纤维片
[0030]2单方向碳纤维
[0031]3、3a、3b搭桥纤维
[0032]4树脂
[0033]5树脂未附着的部分
[0034]6开纤装置
[0035]7供给绕线管
[0036]8碳纤维长丝组(碳纤维未开纤丝束)
[0037]9a、9b夹持辊
[0038]12a
‑
12b搭桥辊
[0039]13a
‑
13g导辊
[0040]14、17粉体供给料斗
[0041]15、18干粉树脂
[0042]16、19加热装置
[0043]20卷起辊
[0044]21a
‑
21j开纤辊
[0045]23辊开纤工序
[0046]24搭桥纤维产生工序
[0047]25粉体树脂赋予工序
[0048]30中空成形体
[0049]31纤维增强树脂部
[0050]32树脂一体化碳纤维片的搭接部
[0051]33a、33b树脂一体化碳纤维片
[0052]34搭接部分
[0053]35芯型
[0054]36夹具
[0055]37树脂一体化碳纤维片
[0056]39下模
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纤维增强树脂中空成形体，其特征在于：是使用了树脂一体化纤维片的纤维增强树脂中空成形体，所述树脂一体化纤维片含有由连续纤维组开纤的、且并列状排列在一个方向上的单方向连续纤维；和存在于所述单方向连续纤维的至少表面上的热塑性树脂；所述中空成形体中，所述树脂一体化纤维片以1片或多片层叠的状态以产生搭接部的方式卷绕，通过使所述热塑性树脂浸渗在所述单方向连续纤维内，使所述树脂一体化纤维片一体化。2.根据权利要求1所述的纤维增强树脂中空成形体，其中，所述多片层叠的树脂一体化纤维片以单方向连续纤维的方向性不同的方式进行层叠。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强树脂中空成形体，其中，所述树脂一体化纤维片以层叠1片或多片的状态至少卷绕两圈以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的纤维增强树脂中空成形体，其中，所述树脂一体化纤维片含有与所述单方向连续纤维交错的方向的搭桥纤维，且所述热塑性树脂使所述单方向连续纤维与所述搭桥纤维一体化。5.根据权利要求1～4中任一项所述的纤维增强树脂中空成形体，其中，所述中空成形体通过从中空部向外侧膨胀的流体而成形。6.根据权利要求1～5中任一项所述的纤维增强树脂中空成形体，其中，所述纤维增强树脂中空成形体的制造中所使用的所述树脂一体化纤维片是将成为基体的热塑性粉体树脂附着热熔合在所述单方向连续纤维的表面上而成的半浸渗材料。7.根据权利要求4所述的纤维增强树脂中空成形体，其中，在将所述单方向连续纤维和所述搭桥纤维的合计设定为100质量％时，所述单方向连续纤维为75～99质量％，所述搭桥纤维为1～25质量％。8.根据权利要求1～7中任一项所述的纤维增强树脂中空成形体，其中，所述树脂一体化纤维片的厚度为0.01～5.0mm。9.根据权利要求1～8中任一项所述的纤维增强树脂中空成形体，其中，所述树脂一体化...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭尾隼人，高野直哉，平石阳一，田中忠玄，中明裕太，驹井优贵，
申请(专利权)人：仓敷纺绩株式会社，
类型：发明
国别省市：