[发明专利]纤维增强塑料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维增强塑料的制造方法。特别是涉及可以简易地形成厚度为十毫米至数十毫米的纤维增强塑料成型品的纤维增强塑料的制造方法。纤维增强塑料一般简称为FRP。

背景技术

在纤维增强塑料的制造方法中有：高压釜成型法，将预先使树脂含浸于增强纤维基材中而得到的预浸料坯利用高压釜加热和加压，形成成型品；RTM(Resin Transfer Molding，树脂传递模塑)法，将没有含浸树脂的增强纤维基材配置在由上模和下模构成的成型模具的内部空间，在用油压机等对成型模具加压的状态下，在该内部空间注入经加压的树脂，然后将树脂加热固化，形成成型品。

另外，VaRTM(Vacuum assisted Resin Transfer Molding，真空辅助树脂传递模塑)法是这样的一种方法：代替上述上模，使用真空袋膜(bagging film)，对用该真空袋膜密闭的内部通过进行真空抽吸来减压，利用与大气压的压差，将树脂注入增强纤维基材中，然后将树脂加热固化，形成成型品，由于不使用上述油压机等加压装置，所以作为可通过低成本形成成型品的纤维增强塑料的制造方法，得到广泛使用。

如果假设RTM法和VaRTM法中的树脂向增强纤维基材的含浸遵从达西定律，则树脂的流速v(m/s)可以用下述指标表示：表示树脂向增强纤维基材含浸的容易性的指标即渗透率K(m)，树脂的压力P(Pa)，树脂的粘度μ(Pa·s)。

v＝-K·▽P/μ    ·····(1)

该式中，▽P为压力梯度。渗透率K(m)的值越大，表示树脂越容易向增强纤维基材含浸。

即，树脂的含浸距离与增强纤维基材的渗透率K(m)和树脂的压力P(Pa)成正比，与树脂的粘度μ(Pa·s)成反比。

因此，为了使树脂含浸在厚度厚的增强纤维基材中，需要提高树脂的注入压力P(Pa)或使用粘度低的树脂。但是，由于在降低所使用的树脂的粘度方面有限度，所以实际中需要提高树脂的注入压力P(Pa)。

为了提高树脂的注入压力P(Pa)，在树脂被注入到成型模具的内部空间时，不打开模具，需要使用油压机装置等加压装置对模具进行加压压缩以便可以保持规定的内部空间。

另一方面，VaRTM法由于利用大气压，所以不需要加压装置，但是树脂的注入压力受大气压的限制，因而存在树脂的含浸厚度有限的问题(专利文献1)。作为解决该问题的方法，提出了在层合体(由多片增强纤维基材层合而成的层合体)的两面设置树脂扩散介质或树脂通路，通过使树脂从层合体的两面向层合体的内部含浸，增加树脂在层合体中可含浸的厚度(深度)的方法(专利文献2、3)。

然而，专利文献2、3都没有记载防止下述情况的方法，所述情况为：从树脂扩散介质或树脂通路注入的树脂在含浸于增强纤维基材之前形成短程流路(short pass)，从树脂抽吸口(真空抽吸口)被排出。因此，具有树脂在含浸于增强纤维基材中之前被从树脂抽吸口排出的问题，具有在增强纤维基材中产生未含浸树脂的部分的问题。

另外，专利文献2、3都没有记载防止在从层合体两面向层合体内部含浸的树脂之间封入孔隙的方法。因此，具有在成型的纤维增强塑料中残存孔隙的问题。

在专利文献4中，对于VaRTM法，有关于防止形成树脂向抽吸口的短程流路、在增强纤维基材中不产生树脂未含浸部的记载。但是，仅记载了关于从层合体的单面侧注入树脂的内容，关于为了可向厚度厚的增强纤维基材含浸树脂而需要从层合体两面注入树脂没有做记载。因此，存在无法向厚度厚的增强纤维基材含浸树脂，在应用于厚度厚的增强纤维基材时在增强纤维基材中产生树脂未含浸部分的问题。

专利文献1：JP2007-176163A

专利文献2：JP2004-188965A

专利文献3：JP2008-179149A

专利文献4：JP4432563B

发明内容

本发明的目的在于提供一种在RTM法或VaRTM法中使树脂含浸于特别是厚度为10mm以上的厚增强纤维基材中且不会产生未含浸树脂部分、并且抑制了增强纤维基材中孔隙的产生的纤维增强塑料的制造方法。

特别是目的在于提供一种纤维增强塑料的制造方法，该制造方法在VaRTM法中不使用油压机等大型压缩装置，使树脂含浸于厚的增强纤维基材中且不产生未含浸树脂部分，而且抑制增强纤维基材中的孔隙的产生，由此相对于使用由上模和下模构成的成型模具和油压机等加压装置的RTM法，可以大幅度降低设备费用，可以以尽可能低的成本成型纤维增强塑料。