[发明专利]纤维强化树脂材料成型体及其制造方法以及纤维强化树脂材料的制造方法

说明书

提供一种成型体中的纤维束的分散状态的偏差较小、抑制了树脂堆积的产生、并抑制了拉伸强度、弹性模量等物理性质的偏差的纤维强化树脂材料成型体以及其制造方法和纤维强化树脂材料的制造方法。提供一种纤维强化树脂材料成型体，含有捆扎多根强化纤维而成的纤维束与基质树脂，其中，沿着厚度方向的剖切面上的、每0.1mm见方的单位分区的上述强化纤维的纤维含有率的变动系数为40％以下。

本申请是申请日为2016年12月21日、申请号为201680075217.6、发明名称为“纤维强化树脂材料成型体、纤维强化树脂材料成型体的制造方法以及纤维强化树脂材料的制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及纤维强化树脂材料成型体、纤维强化树脂材料成型体的制造方法以及纤维强化树脂材料的制造方法。

本申请基于2015年12月24日在日本提出申请的日本特愿2015－251532、以及2016年1月19日在日本提出申请的日本特愿2016－007707主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

作为具有壁厚局部不同的部分、或肋、凸台等的纤维强化树脂材料成型体的中间材料，广泛使用了具有在利用模具成型时容易流动的性质的SMC(Sheet MoldingCompound，片状模塑料)。SMC是例如使不饱和聚酯树脂等热固化性树脂含浸于片状纤维束组而成的纤维强化树脂材料，该片状纤维束组由将玻璃纤维、碳纤维等纵长的强化纤维裁断成规定长度的多个短切纤维束形成。

SMC例如通过以下的方法制造。在向一个方向输送的片状的载体上涂覆包含热固化性树脂的糊剂而形成带状的树脂片材。在行进的树脂片材上，将纵长的纤维束裁断成规定的长度，并且散布而形成片状纤维束组。在该片状纤维束组上进一步层叠树脂片材，从两面对形成的层叠体进行加压，使树脂含浸于该片状纤维束组，形成SMC。

在SMC的制造中，出于降低制造成本的目的，大多使用较廉价的、被称作大丝束的丝根数较多的纤维束。作为大丝束的纤维束具有厚度，因此与使用丝根数少且厚度薄的纤维束的情况相比，形成片状纤维束组时的纤维束与纤维束之间产生的间隙有较大的倾向。在使树脂含浸而获得SMC时，片状纤维束组中的该间隙容易形成树脂堆积。若SMC中形成这样的树脂堆积，则机械物理性质降低。

因此，在使用丝根数较多的纤维束的情况下，广泛使用了利用开纤将该纤维束在宽度方向上扩宽而成为扁平、然后进行裁断的方法(例如专利文献1、专利文献2)。由此，片状纤维束组中的间隙变小，可抑制形成树脂堆积进而SMC的机械物理性质降低的情况。

但是，若将纤维束开纤而使其扁平，则俯视片状纤维束组时的各纤维束的面积变大，因此难以使树脂充分地含浸于该片状纤维束组。含浸时的层叠体的加压中一般使用多对辊。为了使树脂充分含浸于片状纤维束组，也考虑提高用辊加压时的压力。但是，若提高用辊加压时的压力，则该压力容易在层叠体的表层引起树脂逆流的回流，导致含浸变得不充分。

然而，作为抑制获得的SMC中残留气泡并且使树脂充分含浸于片状纤维束组的方法，提出了用外周面设有多个针状的突起的辊和外周面平坦的辊依次对片状纤维束组与树脂的层叠物进行加压而使树脂含浸的方法(专利文献3)。在该方法中，在利用前级的辊的加压中，由针状的突起刺穿层叠物而促进脱泡，从而抑制获得的SMC中残留气泡。

另一方面，作为成型出上述那种SMC而获得的纤维强化树脂材料成型体，例如可列举以下的成型体。

使纤维长5～100mm的强化纤维含有包含10,000～700,000根的短切纤维束与基质树脂、上述短切纤维束的平均宽度Wm与平均厚度tm的比率(Wm/tm)为70～1,500、平均宽度Wm为2～50mm、平均厚度tm为0.01～0.1mm的纤维强化树脂材料成型体(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:美国专利申请公开第2012/0213997号说明书