一种预浸料坯基材，其中，所述预浸料坯基材由单向排列的多根增强纤维与存在于该多根增强纤维间的基质树脂构成，该预浸料坯基材在其整个面上具有多条切口，所述切口具有横切所述增强纤维的方向，实质上全部的所述增强纤维被所述切口截断，被该切口截断的各增强纤维片段的长度Ｌ为１０至１００ｍｍ，所述预浸料坯基材的厚度Ｈ为３０至３００μｍ，所述预浸料坯基材中的所述增强纤维的纤维体积含有率Ｖｆ为４５至６５％。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由多条增强纤维与基质树脂构成的预浸料坯(prepreg) 基材。另外，本专利技术涉及多张层合的增强纤维片材的至少一部分由本发 明的预浸料坯基材构成的层合基材。进而，本专利技术还涉及由本专利技术的层 合基材成型的纤维增强塑料。本专利技术还涉及本专利技术的预浸料坯基材与本 专利技术的纤维增强塑料的制造方法。本专利技术的预浸料坯基材在成型纤维增强塑料成型体时伴随基质树 脂流动增强纤维具有良好的流动性，结果，在成型具有所希望形状的成 型体中得到良好的成型追随性。另外，由至少含有一部分本专利技术的预浸料坯基材的增强纤维片材的层合体成型的纤维增强塑料成型体具有能 适用各种结构材料的优异的力学物性。成型体的所述力学特性的不均匀 性小，因此，成型体具有优异的尺寸稳定性。本专利技术的纤维增强塑^H尤 选用于例如汽车部件、运动用具等。
技术介绍
由增强纤维与基质树脂构成的纤维增强塑料由于比强度、比弹性才莫 量高、力学特性优异，具有耐气候性、耐化学药品性等高功能特性等， 所以在产业用途中备受关注，其需求也逐年提高。作为具有高功能特性的纤维增强塑料的成型方法，有下述高压釜成型方法，即，使被称为预浸料坯的连续增强纤维含浸基质树脂，层合所 得的半固化状态的原料基材(预浸料坯片)，用高温高压釜进行加热加 压，由此使基质树脂固化，成型纤维增强塑料。该高压釜成型方法4皮普 遍使用。另外，作为纤维增强塑料的成型方法，也有以提高生产效率为目的的RTM (树脂传递成型)成型方法，即，使由预先赋型为部件形状的连 续增强纤维构成的原料基材(预成型体)含浸基质树脂，使其固化。通过上述成型方法得到的纤维增强塑料中，增强纤维是连续纤维， 所以具有优异的力学物性。另外，由于连续纤维被MJ'J地排列，所以通 过配置层合的基材，能设计成具有纤维增强塑料所需的力学物性，所得 的纤维增强塑料的力学物性不均也小。但是，另一方面，由于为连续纤 维，所以难以形成三维形状等复杂形状，上述成型方法主要限于制造接 近于平面形状的部件。作为适合成型具有三维形状等复杂形状的成型体的成型方法，有 SMC ( Sheet Molding Compound))成型方法。SMC成型方法如下进行 通常使切割成25mm左右的增强纤维的短切纤维含浸作为基质树脂的热 固性树脂，使用加热型冲压机将半固化状态的SMC片材加热加压，由此 进行成型。大多情况下，在加压前将SMC片材切割成小于成型体的形状， 配置在成型模上，通过加压将剪裁成小于成型体形状的SMC片材拉伸 (使其流动)进行成型。因此，通过基质树脂及被剪裁的大量增强纤维 的流动，能得到成型为三维形状等复杂形状的追随性。但是，SMC成型方法在制作SMC片材的工序中，必然产生短切纤维 分布不均、取向不均，所以成型体的力学物性降低，或者其值不均增大。 进而，由于短切纤维分布不均、取向不均，特别在薄型的成型体中，容 易发生翘曲、凹痕等，有时不适合用作结构材料用的成型体。为了消除上述材料的缺点，特开昭63-247012号公报(专利文献l ) 或特开平9-254227号公报(专利文献2)中公开了下述预浸料坯基材，该 预浸料坯基材是在由连续纤维与热塑性树脂构成的预浸料坯片中导入 切口，切断连续纤维，由此纤维能流动，成型得到的成型体的力学物性 不均也减小。但是，与通过SMC成型方法成型的成型体相比，使用该具有切口的 预浸料坯基材成型的成型体虽然力学特性大幅提高，其不均减小，但是 不能认为具有足够用作结构材料的强度。与由连续纤维形成的预浸料坯 基材相比时，由于为包含切口之类缺陷的结构，所以作为应力集中点的切口成为成型体中的破坏起点，特别是存在成型体的拉伸强度、拉伸疲 劳强度降低的问题。专利文献l:特开昭63-247012号公报 专利文献2:特开平9-254227号公报
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于鉴于上述现有技术的问题，提供一种成型时 具有增强纤维的良好流动性及成型为具有复杂形状的成型体的追随性 的预浸料坯基材。本专利技术的其他目的之一在于提供至少一部分含有本发 明的预浸料坯基材的增强纤维片材的层合基材。本专利技术的其他目的之一 还在于提供由本专利技术的层合基材成型的纤维增强塑料。另外，本专利技术的 进一步的目的在于提供本专利技术的预浸料坯基材的制造方法及使用本发 明的预浸料坯基材的纤维增强塑料的制造方法。本专利技术的预浸料坯基材是由实质上单向排列的多根增强纤维和附 着在该增强纤维上的基质树脂构成的预浸料坯基材，该预浸料坯基材在 其整个面上具有多条切口，所述切口具有横切所述增强纤维的方向，实 质上全部上述增强纤维被所述切口截断，被该切口截断的各增强纤维片 段的长度L为10至100mm,所述预浸料坯基材的厚度H为30至300jiim，所 述预浸料坯基材中的所述增强纤维的纤维体积含有率Vf为45至65 % 。本专利技术的预浸料坯基材中，所述各切口由具有一定长度的切口片段 构成，将该切口片段在所述增强纤维排列方向上投影时与所述增强纤维 的排列方向成直角的方向上的所述切口片段的投影长度Ws为1至10mm， 所述预浸料坯基材的厚度H优选为30至150^im。将本专利技术的预浸料坯基 材的该形态称为定长切口预浸料坯基材。本专利技术的预浸料坯基材中，所述各切口由具有一定长度的切口片段 构成，将该切口片段在所述增强纤维的排列方向上投影时与所述增强纤 维排列方向成直角的方向上的所述切口片段的投影长度Ws优选为30pm 至1.5mm。将本专利技术的预浸料坯基材的该形态称为定长切口预浸料坯基 材。本专利技术的预浸料坯基材中，优选所述切口片段在至少3条朝向相同 方向的直线上排列，形成至少3列切口列，并且邻接的所述切口列在所 述增强纤维排列方向上的间隔彼此相等。本专利技术的预浸料坯基材中，优选所述切口片段相对于与所述增强纤 维的排列方向成直角的方向成斜向排列。将本专利技术的预浸料坯基材的该 方案称为斜向切口预浸料坯基材。本专利技术的预浸料坯基材中，优选从所述预浸料坯基材的上面和下面 分别在所述预浸料坯基材的厚度方向上以不贯穿所述预浸料坯基材的 方式设置所述切口片段，所述切口片段的切口深度Hs相对于所述预浸料 坯基材的厚度H为0.4H至0.6H,所述上面的任意切口片段A与所述上面的 切口片段B的间隔为La时，所述切口片段B在所述增强纤维的排列方向中 与该切口片段A邻接，该间隔La为10至100mm，所述下面的切口片,殳C 的几何中心位于从所述切口片段A向所述切口片段B方向的所述增强纤 维排列方向上的距离为0.4La至0.6La的位置，位于所述上面的所述切口 片段A与所述切口片段B之间的所述增强纤维的一部分，被所述上面的所 述切口片段A与所述下面的所述切口片段C、或所述上面的所述切口片段 B与所述下面的所述切口片段C截断，并且所述上面的切口片段的几何形 状及/或所述下面的切口片段的几何形状彼此相同。将本专利技术的预浸料 坯基材的该方案称为两面切口预浸料坯基材。本专利技术的预浸料坯基材中，优选所述切口片段具有倾斜角度0a，在 所述预浸料坯基材的厚度方向上倾斜设置，在任意切口片段中，以所述 预浸料坯基材上面的所述增强纤维的截断线位置与下面的截断线位置 之间的所述增强纤维的排列方向上的距离为S时，基于下式(式I)由该 距离S与所述预浸料坯基材的厚度H求出的所述倾本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种预浸料坯基材，所述预浸料坯基材由实质上单向排列的多根增强纤维和存在于所述多根增强纤维之间的基质树脂构成，其中，所述预浸料坯基材在其整个面上具有多条切口，所述切口具有横切所述增强纤维的方向，实质上全部的所述增强纤维被所述切口截断，被所述切口截断的各增强纤维片段的长度Ｌ为１０至１００ｍｍ，所述预浸料坯基材的厚度Ｈ为３０至３００μｍ，所述预浸料坯基材中的所述增强纤维的纤维体积含有率Ｖｆ为４５至６５％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：武田一朗，佐藤成道，和田原英辅，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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