[发明专利]碳纤维预浸料坯及其制造方法、碳纤维增强复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及包括由多根碳纤维单纱构成的碳纤维束和基体树脂的碳纤维预浸料坯及其制造方法。另外，本发明涉及将本发明的碳纤维预浸料坯成型而得到的碳纤维增强复合材料。通过本发明的碳纤维预浸料坯，可提供外观品质良好的碳纤维增强复合材料。

背景技术

现有的包括由多根碳纤维单纱构成的碳纤维束和基体树脂的碳纤维预浸料坯中，即使是构成该预浸料坯的碳纤维束在同一方向上并纱的预浸料坯，预浸料坯的表面也存在碳纤维束内的碳纤维单纱的部分凝集、碳纤维束的部分位置偏移、碳纤维束内的碳纤维单纱的部分扭曲等。因此，从其表面的外观品质的均匀性的观点来看，用该预浸料坯成型而得到的成型体(碳纤维增强复合材料)缺乏装饰性。

该碳纤维束内的碳纤维单纱的部分凝集所导致的碳纤维单纱的分散不均使得成型体的表面产生亮度的深浅。另外，偏移、扭曲等碳纤维单纱的取向的紊乱导致视觉效果随着成型体表面上的光的入射角的不同而改变，因此给看着成型体表面的人带来不快感。该不快感通常被称为“焦躁”、“刺眼”、“摇晃”等，被尽量地避免，因此，人们希望一种不存在这种不快感的成型体。

该不快感是基于成型体的外观不均而产生的，因此为了避免不快感，对成型体的表面实施涂覆等，使外观不均不易看见。但是，这种对表面的附加处理会导致成型体的重量增加，因而存在碳纤维所具备的装饰性无法发挥的问题。另一方面，实施能了解内部状态的透明的涂覆(透明涂覆)时，因为存在上述不快感，所以希望消除该不快感，即改善装饰性。

以往，如专利文献1～11所示，有通过规定成型时的树脂流来抑制树脂的流动的方法、用半透明的玻璃纤维稀松平纹织物(glass scrim cloth)遮盖表面的方法，由此使不均难以分辨的方法。但是，这些方法都是抑制对外观造成很大损害的缺陷的产生来改善成型性，并未试图提高碳纤维增强复合材料的装饰性，仍停留在该成型不良的改善上。

专利文献1：US2009/0110872A1

专利文献2：JP2009-292977A

专利文献3：JP2009-292976A

专利文献4：JP2004-099814A

专利文献5：JP2002-069754A

专利文献6：JP2000-273224A

专利文献7：JP2000-198112A

专利文献8：JP2000-086784A

专利文献9：JP09-087359A

专利文献10：JP08-020708A

专利文献11：JP08-020654A

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合于制造消除了表面的视觉不均的碳纤维复合材料的碳纤维预浸料坯、即外观的均匀性高的碳纤维预浸料坯，另外也提供其制造方法，进而还提供一种外观品质良好的碳纤维复合材料。

用于实现本发明的目的的一种本发明的碳纤维预浸料坯如下所述。

一种碳纤维预浸料坯，其包括由多根碳纤维单纱构成的碳纤维束和含浸于所述碳纤维束的基体树脂，在切割面中的从所述碳纤维预浸料坯的表面起算的深度为30μm、宽度为100μm的每单位面积中所包含的所述碳纤维单纱的数量的以百分率表示的变异系数的值为10％以下，所述切割面是沿着与所述碳纤维束的排列方向成直角的方向切割所述碳纤维预浸料坯时的切割面。

这里，碳纤维束的排列方向是指碳纤维束的纵向方向、即纤维轴的方向。

下面有时将该碳纤维预浸料坯称为第一碳纤维预浸料坯。

用于实现本发明的目的的另一种本发明的碳纤维预浸料坯如下所述。

一种碳纤维预浸料坯，其包括由多根碳纤维单纱构成的碳纤维束和含浸于所述碳纤维束的基体树脂，纤维取向角度为0°±3°以上的所述碳纤维单纱的投影面积是全部所述碳纤维单纱的投影面积的2％以下。

下面有时将该碳纤维预浸料坯称为第二碳纤维预浸料坯。

所述第一碳纤维预浸料坯中，优选纤维取向角度为0°±3°以上的所述碳纤维单纱的投影面积是全部所述碳纤维单纱的投影面积的2％以下。

所述第一碳纤维预浸料坯或所述第二碳纤维预浸料坯中，更优选纤维取向角度为0°±3°以上的所述碳纤维单纱的投影面积是全部所述碳纤维单纱的投影面积的0.8％以下。

所述第一碳纤维预浸料坯或所述第二碳纤维预浸料坯中，优选所述碳纤维单纱的长径/短径比为1.00～1.10，且所述碳纤维单纱的表面平滑度为20以下。