[发明专利]片状增强纤维基材、预成型体及纤维增强树脂成型品

说明书

本发明提供制作纤维增强树脂成型品时的废弃部分少、且增强用增强纤维基材的位置偏离小的片状增强纤维基材、预成型体、及纤维增强树脂成型品。一种片状增强纤维基材，其特征在于，将增强纤维束以使其长度方向成为一个方向的方式并丝而配置，使相邻的增强纤维束的位置彼此束缚从而保持片状的形态，在所述片状增强纤维基材内，部分地增加增强纤维的配置量，每单位面积的增强纤维配置重量不一致。

技术领域

本发明涉及作为纤维增强树脂成型品的基材的片状增强纤维基材、使用了该片状增强纤维基材的预成型体、及纤维增强树脂成型品。

背景技术

近年来，纤维增强树脂(Fiber Reinforced Plastic：FRP)中，使用了碳纤维的碳纤维增强树脂(Carbon Fiber Reinforced Plastic：CFRP)轻质且强度、刚性等机械特性优异。因此，纤维增强树脂构件在运输用设备中的应用正在不断发展。

作为纤维增强树脂成型品的制造方法，树脂传递成型(RTM)法受到瞩目，其应用在不断发展。RTM法中，能够以连续纤维的形态使用增强纤维，因此，制成的纤维增强树脂成型品的机械特性(例如刚性、强度)高。另外，与以往的使用了高压釜的纤维增强树脂构件的成型方法相比，RTM法能够以更短的生产周期(cycle time)成型出纤维增强树脂成型品，生产率优异。

RTM法中，通常使用：(i)以平纹织物、斜纹织物等形态将增强纤维束织造而得到的织物基材；或者(ii)使用辅助纱将平行地并丝而配置的增强纤维束利用缝合(stitching)等方法进行接合而使得形态得以保持的无褶皱(non-crimp)基材。这些织物基材、无褶皱基材均具有预先制作的、以恒定的宽度及单位面积重量(每单位面积的重量)沿长度方向连续的增强纤维基材的形态。

并且，根据所期望的纤维增强树脂成型品的形状、物性，可从增强纤维基材中以若干种切割图案切出裁切基材。切割图案基本上具有将经成型的纤维增强树脂成型品的形状展开为平面而得到的形状。配置多片裁切基材并进行层合，以使得各裁切基材的增强纤维的取向成为预先设定的方向，并且，增强纤维的配置量成为预先设定的量。

在所期望的纤维增强树脂成型品为立体形状的情况下，使用赋形用的模具，将层合体赋形为与纤维增强树脂成型品大致相同的形状。此时，使用增强纤维基材上的粘合剂等而将形状固定，形成预成型体。进而，将该预成型体配置在成型模具内，合上成型模具，然后将环氧树脂等液态树脂注入成型模具内而使树脂含浸于预成型体中，使树脂固化。结果，纤维增强树脂成型品得以完成。

上述方法中，从具有恒定的宽度、沿长度方向连续的增强纤维基材中切出具有规定的切割图案形状的裁切基材。因此，位于切割图案外侧的不需要的部分的增强纤维基材不形成成型构件。因此，在切割图案的形状为无法高效地从增强纤维基材切出裁切基材的形状的情况下，不需要的部分的比例增多。结果，材料的成品率显著降低，构件的制造成本升高。

为了解决上述课题，例如专利文献1的技术中，在片状基底材料上的具有规定形状(相当于切割图案的形状)的区域并列地配置多根增强纤维束并进行粘接，从而制造具有所述区域的形状的预成型体制作用基材。专利文献1的技术中，使用增强纤维直接制作具有相当于裁切基材的形状的增强纤维基材，而并不是从预先设置的增强纤维基材以规定的切割图案切出裁切基材。因此，专利文献1的技术中，不存在将裁切基材切出工序，能够减少材料的废弃量。

另一方面，为了更有效地利用轻质且机械特性优异这样的纤维增强树脂成型品的特性，存在根据纤维增强树脂成型品的要求特性而部分地提高强度、刚性的情况。具体而言，在纤维增强树脂成型品的一部分中，增加增强纤维的量。这种情况下，通常多采用下述方法：从预先形成的具有恒定的宽度及单位面积重量的增强纤维基材切出具有要增强的部位的形状的增强用裁切基材，将其附加性地层合于裁切基材。