[发明专利]基材叠层体及纤维强化塑料的制造方法

说明书

本发明提供下述基材叠层体以及纤维强化塑料的制造方法，所述基材叠层体能够很好地成型为具有多个凹凸部那样的复杂形状，在成型时具有良好的流动性以及相对于面内和面外两方向具有良好的形状追随性，能够制造成型后具有优异的力学特性和力学特性的低偏差性的成型体。本发明涉及一种基材叠层体，是至少将层状体α和层状体β叠层或并排地配置而成的、大致平板状的基材叠层体，层状体α具有1片以上切口预浸料A，所述切口预浸料A是使树脂组合物含浸于沿一个方向取向的强化纤维而得的，纤维体积含有率为45～65％，至少一部分强化纤维通过多个切口被切断成10～300mm的纤维长度，层状体β具有1片以上基材B，所述基材B在纤维长度处于10～300mm的范围的强化纤维中含浸了树脂组合物。

技术领域

本发明涉及对复杂形状的形状追随性优异，并且在制成纤维强化塑料后表现出优异的力学物性、优异的成型品质的纤维强化塑料的制造方法。

背景技术

纤维强化塑料因为比强度、比弹性模量高，力学特性优异，具有耐气候性、耐化学品性等高功能特性等，因此在产业用途也受到关注，其需求逐年增高。

作为具有高力学特性的纤维强化塑料的叠层基材，最通常使用被称为预浸料的、在连续的强化纤维中含浸了基体树脂而成的半固化状态的中间基材。在将该基材赋形为三维形状的情况下，一般进行通过手操作向模按压预浸料来获得成型形状的手糊成型(handlay up)；通过将叠层了预浸料的平板上的叠层基材夹到模中、并用加热型加压机进行加热加压来成型的加压成型。然而，由于强化纤维为连续纤维，因此存在对三维形状等复杂形状的赋形性差这样的问题。

作为适合三维复杂形状的基材，有SMC(片状模塑复合料，sheet moldingcompound)。SMC通常为含浸了热固性树脂的、随机分散有25mm 左右的短切原丝的基材，是通过使用加热型加压机进行加热加压可获得流动性、能够追随三维形状的基材。然而，在片化工序中，由于短切原丝的分布不均、取向不均必然发生，因此会发生力学物性的降低和偏差的增大。

作为抑制了力学特性的降低和力学特性的偏差的基材，公开了对强化纤维沿一个方向取向所形成的预浸料划入切口而使不连续纤维沿一个方向取向的基材(切口预浸料)(例如专利文献1)。该切口预浸料虽然由不连续纤维构成，但是由于其同时具有预浸料特有的高纤维体积含有率与强化纤维的取向性，因此具有远高于SMC的力学特性，并且能够实现以往的连续纤维的预浸料不能实现的对复杂形状的成型。此外，通过减小切口角度，能够抑制切口预浸料的伸长所导致的切口的开口，获得具有良好的力学特性和表面品质的成型品(例如专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-146151号公报

专利文献2：日本特开2008-207544号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1和专利文献2所记载的预浸料的叠层基材的情况下，叠层基材缺乏厚度方向的伸缩性，容易发生由其引起的成型不良。例如，在用双面模成型时，在2个模具间的间隙不均匀的情况下，有时随着间隙存在差异，会混合存在叠层基材与模具相接触的区域、和叠层基材不与模具相接触而成型不良的区域。此外，在成型为具有凹凸部的形状的情况下，随着叠层基材的厚度变化，有时基材在不易施加压力的立面(立ち面) 堵塞，结果发生因为不能充分地推压模而产生的成型不良。特别是，在成型为大型构件时，由于易于变为包含大量厚度变化、凹凸部的复杂形状，因此有时仅仅靠单一基材不能充分应对，不能制造满足必要条件的成型体。

因此，本发明的课题是提供下述基材叠层体以及纤维强化塑料的制造方法，所述基材叠层体能够很好地成型为具有多个凹凸部那样的复杂形状，在成型时具有良好的流动性以及相对于面内和面外两方向具有良好的形状追随性，能够制造成型后具有优异的力学特性和力学特性的低偏差性的成型体。