[发明专利]预浸料坯

说明书

本发明涉及预浸料坯，其为在纤维层的至少一面上配置有树脂层而得到的预浸料坯，所述纤维层是在沿单向排列的碳纤维中含浸有热固性树脂(1)而得到的纤维层，所述树脂层包含热固性树脂(2)及不溶于该热固性树脂(2)的热塑性树脂，所述预浸料坯的纤维质量为120～300g/m²，树脂含有率为25～50质量％，并且，在对预浸料坯加以层合，并以拉拔速度为0.2mm/min、垂直应力为0.8bar的条件在40～100℃的温度范围内以10℃的间隔对层间摩擦系数进行测定时，在40～100℃的温度范围内存在有层间摩擦系数为0.02以下的温度。本发明提供下述预浸料坯：其适用于航空器结构构件，在制成纤维增强塑料后呈现出高冲击强度的预浸料坯，且在使预浸料坯层合体追随三维形状时赋型性优异。

技术领域

本发明涉及用于得到纤维增强塑料的碳纤维增强预浸料坯。

背景技术

碳纤维增强塑料由于比强度、比刚度(specific rigidity)优异， 因而是有用的，在航空器结构构件、风车的叶片、汽车外板及IC托 盘(trays)、笔记本电脑的箱体(壳体)等的计算机用途等中广泛 开展使用，其需求正逐年增加。其中，碳纤维增强塑料由于轻量且强度及刚度优异，因此被广泛用于以民用航空器为代表的航空器产 业，近年来还被用于主翼、机身等大型结构构件。

对于这些结构构件，使用使预浸料坯的层合体固化而成的纤维 增强塑料(其在纤维增强塑料中力学特性特别优异)的情况很多。 对于将预浸料坯层合而成的纤维增强塑料而言，通过将纤维沿单向 并纱、使得纤维体积含有率提高，从而可最大限度地充分利用碳纤 维的高纤维弹性模量及强度。此外，通过以每单位面积重量偏差小 的方式预先在预浸料坯中含浸高功能树脂，从而得到的纤维增强塑 料的品质稳定。作为层合预浸料坯而成的纤维增强塑料的弱点，存 在下述问题：异物从面外进行撞击时，即使预浸料坯的层间破裂、在内部包含有层间剥离，从外部也无法获知是否存在损伤。层间剥 离的存在导致结构构件的抗压强度的降低，因此出于确保航空器飞 行中的安全性的目的，将被称为CAI的冲击后抗压强度作为结构设 计指标。因此，专利文献1中，通过使微粒(其是将热塑性树脂微 粒化而得到的)偏在化地存在于预浸料坯的表面，从而在将预浸料 坯层合并制成纤维增强塑料时，可使得热塑性树脂在层间积聚并提 高层间剥离强度，由此得以成功地减小施加来自面外的撞击时的层 间剥离面积、提高CAI。目前，在航空器的一次结构构件中使用的 纤维增强塑料中应用这样的“层间高韧化”预浸料坯已经成为主流。

已知结构构件的制造工序中，在利用高压釜等进行的成型固化 工序之前，使预浸料坯追随三维形状而制作预成型体的赋型工序是 决定构件品质优劣的重要工序。虽然在将预浸料坯逐层赋型时能得 到高品质的预成型体，但成本高，工序时间也延长。因此，为了提 高生产效率，下述被称为热压成型的赋型法已在使用，即，利用自 动机床预先将预浸料坯高速层合成平板状制成预浸料坯层合体，然 后一边对预浸料坯层合体施加热一边将其赋型成三维形状。专利文 献2中公开了下述赋型法：将预浸料坯层合体配置于芯轴和膨胀性 气囊之间，使气囊膨胀，由此一边将层合体弯曲一边将其按压至芯 轴。

专利文献1：日本特开平1-104624号公报

专利文献2：国际公开WO96/06725号

发明内容

发明要解决的课题

上述的专利文献2的赋型法中，在预浸料坯层合体各层弯曲变 形的同时，层间产生滑动来追随形状。然而，这存在有下述问题： 由于各个层的弯曲会比层间滑动更优先发生，因此容易产生褶皱。 当预成型体中包含有褶皱时，在成型得到的构件中缺陷也将承继，作为构件的结构强度降低，因此品质不稳定。

因此，鉴于上述背景技术中的问题点，本发明的课题在于提供 下述预浸料坯：所述预浸料坯适用于航空器结构构件，在制成纤维 增强塑料后呈现出高冲击强度，且在使预浸料坯层合体追随三维形 状时赋型性优异。

用于解决课题的手段