[发明专利]切口预浸料坯、正交铺设层叠体及切口预浸料坯的制造方法

说明书

本发明的课题在于提供对三维形状的追随性优异、且制成纤维增强塑料时呈现出良好的表面品质和高力学特性的中间基材及其制造方法。切口预浸料坯，在包含沿单向取向的增强纤维和树脂的预浸料坯的至少一部分区域中具有多个将增强纤维切断的切口，所述切口预浸料坯中，将从上述区域内任意选择的10个直径10mm的圆形小区域内所含的切口个数作为总体时，小区域内的切口个数的平均值为10以上且变异系数在20％以内。

技术领域

本发明涉及成型时具有良好的形状追随性、固化时具有高力学特性的纤维增强塑料的中间基材及其制造方法。

背景技术

对于由增强纤维和树脂形成的纤维增强塑料而言，由于比强度、比弹性模量高，力学特性优异、具有耐气候性、耐化学药品性等高功能特性等，因此，在产业用途中也备受关注，在航空器、宇宙飞船、汽车、铁路、船舶、电器制品、运动用品等的结构用途中展开，其需求正逐年升高。

作为纤维增强塑料的中间基材，有SMC(片状模塑料)。SMC是通常切断成25mm左右、且含浸有热固性树脂的短切纤维随机地分散而得到的片状基材，作为适于将具有复杂的三维形状的纤维增强塑料进行成型的材料而为人所知。但是，对于由SMC成型得到的纤维增强塑料而言，必然会产生短切纤维的分布不均、取向不均，由此导致成型体的力学特性降低、或其值的偏差变大。作为呈现稳定且高力学特性的纤维增强塑料的成型法，已知下述方法：将在连续的增强纤维中含浸树脂而得到的预浸料坯进行层叠，利用高压釜进行成型。然而，对于使用了连续纤维的预浸料坯而言，因变形能不足而产生褶皱、增强纤维的突起，难以成型为三维形状等复杂的形状。

为了消除上述材料的缺陷，公开了下述切口预浸料坯：在由连续的增强纤维和树脂形成的预浸料坯中设置切口，切断增强纤维，由此，使得可流动且力学特性的偏差也小(例如专利文献1、2)。

此外，为了得到高品质的纤维增强塑料，有时也需要适合于通过手工作业使预浸料坯顺着模具的手糊法(hand lay-up method)的基材，而不是如SMC这样通过加热加压使其流动而形成形状。在使用预浸料坯的手糊法中，通常使用将树脂含浸于以赋形性优异的机织结构作为增强形态的纤维基材(织物)而得到的预浸料坯(织物预浸料坯)(例如专利文献3)。

此外，作为切口预浸料坯的制造方法，还有如专利文献4那样、使用配置有刀的冲裁模进行制造的方法，但其是间歇性的切口插入法，在切口较细的情况下，存在下述这样的问题：以不同的时间点冲裁的切口彼此的位置关系容易偏离。为了使切口预浸料坯呈现高力学特性，高精度地控制切口位置是重要的，因此，提出了如专利文献5那样将预浸料坯压靠至设置有刀的旋转刀辊的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-247012号公报

专利文献2：国际公开WO2008/099670号小册子

专利文献3：日本特开平8-25491号公报

专利文献4：日本特开2009-220480号公报

专利文献5：日本专利第5223354号公报

发明内容

发明要解决的课题

关于专利文献1所述的切口预浸料坯，虽然与SMC相比力学特性大幅提高、偏差也变小，但不能认为具有足够用作结构材料的强度，对三维形状的追随性也有提高的余地。关于专利文献2所述的切口预浸料坯，通过使切口变细，从而呈现更高的强度，并通过使切口相对于纤维方向的角度变小，从而即使在流动后切口也不易开口，实现良好外观。但是，成型品的切口开口依然为可目视识别的程度。

鉴于上述背景技术，本发明提供下述中间基材，所述中间基材对三维形状的追随性优异，且固化时能够得到呈现出切口开口不易目视识别的程度的高表面品质和优异的力学特性的纤维增强塑料。