BR112017007894B1

BR112017007894B1 - Material intermediário de resina reforçada com fibras, corpo moldado de resina reforçada com fibras e método para fabricação do referido material

Info

Publication number: BR112017007894B1
Application number: BR112017007894-5A
Authority: BR
Inventors: Akio Ono; Akira Yasue
Original assignee: The Japan Steel Works, Ltd
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2022-06-28
Also published as: CA2964589C; CN107073754B; CN112223789A; CN112223789B; US20170241074A1; JP2016078360A; US20190284755A1; WO2016060240A1; JP5999721B2; EP3208062A1; US10351994B2; EP3208062A4; US10697114B2; BR112017007894A2; CA2964589A1; EP3208062B1; CN107073754A

Abstract

MATERIAL INTERMEDIÁRIO DE RESINA REFORÇADA COM FIBRAS E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MESMO. A presente invenção provê um material intermediário de resina reforçada com fibras, incluindo não apenas uma resina termoplástica, mas também uma resina termoendurecível, em que defeitos, tais como vazios, são difíceis de serem gerados e que é excelente em capacidade de moldagem; e um método para sua fabricação. O material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com a presente invenção, é um material intermediário de resina reforçada com fibras formado por fixação de uma resina a uma parte de superfície externa de um substrato de fibra de reforço formado de fibras de reforço sujeitas à abertura, e aquecimento da resina para uma temperatura igual ou superior ao ponto de fusão da resina para impregnar o substrato de fibra de reforço com a resina, em que o substrato de fibra de reforço tem espaço vazio que é aberto em uma superfície externa do mesmo e a resina está em um estado semi-impregnado.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um material intermediário de resina reforçada com fibras a ser usado sob aquecimento e pressurização em um estado laminado e um método para fabricação do mesmo.

TÉCNICA ANTERIOR

[002]Nos últimos anos, com o objetivo de economizar peso e melhorar a resistência mecânica, as resinas reforçadas com fibras compostas obtidas por impregnação de substratos de fibra de reforço, tais como fibra de carbono e fibra de vidro com uma resina, têm sido amplamente utilizadas em uma variedade de campos e utilizações e sua aplicação a componentes de aeronaves e componentes de automóveis estão em progresso. Estes artigos moldados de resina reforçada com fibras devem ter menos defeitos, tais como vazios, a impregnação do substrato de fibra de reforço com a resina sendo realizada em um teor predeterminado de volume de fibra, de modo a exibir propriedades predeterminadas, tais como resistência mecânica. Além disso, é necessário ter tal capacidade de moldagem cuja moldagem seja possível mesmo se a forma for complexa. Para essa exigência, propôs-se uma variedade de materiais intermediários de resina reforçada com fibras, em que um substrato de fibra de reforço é impregnado com uma resina e que é usado sob aquecimento e pressurização em um estado laminado.

[003] A PTL 1 propõe uma folha de resina termoplástica reforçada com fibras, em que, embora uma resina termoplástica tenha alta viscosidade de fusão e impregnação uniforme de um feixe de fibras de reforço, é difícil de executar, um tecido não tecido de resina termoplástica é fundido para impregnar o feixe de fibras de reforço com a resina termoplástica por sobreposição do tecido não tecido de resina termoplástica sobre uma folha de fibra de reforço, em que uma pluralidade de feixes de fibras de reforço é alinhada em uma direção e realiza pressurização enquanto aquecida. É dito que a folha de resina termoplástica reforçada com fibras pode ser feita em tal estado semi-impregnado que partes de espaço vazio, em que o feixe de fibra de reforço não é impregnado com a resina termoplástica, estão presentes. Portanto, é dito que um tempo requerido para fabricação da folha de resina termoplástica reforçada com fibras pode ser encurtado, uma folha de resina termoplástica reforçada com fibras tendo flexibilidade é obtida, partes não impregnadas podem ser reduzidas uma vez que a folha de fibra de reforço pode ser reduzida, e assim é possível realizar impregnação suficiente quando a pressurização durante aquecimento é realizada no momento do processamento em um artigo final moldado.

[004] A PTL 2 propõe um prepreg (artigo pré-impregnado) que compreende um substrato de fibra formado em camadas e uma camada de resina provida em pelo menos um lado da superfície do substrato de fibra e composta de uma composição de resina, e em que uma camada de espaço vazio não impregnada com a composição de resina é formada em pelo menos uma parte do substrato de fibra. É dito que a camada de espaço vazio do prepreg pode ter uma forma que uma parte do substrato de fibra é exposta e é preferivelmente formada de modo a comunicar uma extremidade do prepreg a outra extremidade do mesmo. Além disso, é dito ser suficiente que uma camada de espaço vazio se comunicando de uma extremidade à outra extremidade está presente em uma parte intermediária da mesma, mesmo quando as camadas de resina estão presentes em ambas as superfícies do substrato de fibra. No caso de laminação do referido prepreg, uma vez que a resina é suportada com o substrato de fibra, é dito que o substrato de fibra pode ser impedido de ondular e é facilmente liberado no momento da laminação do prepreg e bolhas de ar são menos propensa a ocorrerem. Como a composição de resina acima, resinas termoendurecíveis, tais como uma resina novolaca de fenol e uma resina novolaca de cresol, são mencionadas, e uma resina termoplástica, tal como uma resina fenóxi ou uma resina poliimida, podem ser utilizadas em combinação.

[005] A PTL 3 propõe um substrato prepreg entalhado tendo fibras de reforço alinhadas em uma direção, em que uma pluralidade de fileiras compostas de entalhes intermitentes em uma direção que atravessa as fibras de reforço são providas sobre toda a superfície do substrato prepreg, o comprimento de projeção dos entalhes projetados para uma direção perpendicular das fibras de reforço é de 30 a 10 mm, todas as fibras de reforço são substancialmente cortadas pelos entalhes, o comprimento de fibra da fibra de reforço cortada pelos entalhes é de 10 a 100 mm, e o teor de volume de fibra fica dentro do intervalo de 45 a 65%. É dito que o substrato prepreg entalhado tem boa fluidez, tem seguimento de moldagem, é excelente em capacidade de moldagem e pode prover um substrato prepreg que é um substrato intermediário para plásticos reforçados com fibras adequadamente usados em componentes automotivos, artigos esportivos e semelhantes.

LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE

[006]PTL 1: JP-A-2003-165851 PTL 2: JP-A-2013-180406 PTL 3: JP-A-2008-207544

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[007]Como mencionado acima, a capacidade de moldagem é necessária para um material intermediário de resina reforçada com fibras. Nas PTLs 1 a 3, pretende-se melhorar a capacidade de moldagem dos materiais intermediários de resina reforçada com fibras produzindo uma folha de resina termoplástica reforçada com fibras em estado semi-impregnado, provendo uma camada de espaço vazio não impregnada em um prepreg ou provendo entalhes em um substrato prepreg entalhado. Tendo em vista a não necessidade de etapa adicional, a folha de resina termoplástica reforçada com fibras descrita na PTL 1 e o prepreg descrito na PTL 2 são mais preferíveis do que o substrato prepreg entalhado descrito na PTL 3.

[008] Por outro lado, tendo em vista a facilidade de geração de defeitos, tais como vazios, a folha de resina termoplástica reforçada com fibras descrita na PTL 1 tem um problema de facilidade de formação de vazios. Ou seja, a folha de resina termoplástica reforçada com fibras é moldada por pressurização de um tecido composto de fibra de resina termoplástica sobreposto em uma folha reforçada com fibras durante aquecimento. Portanto, na folha de resina termoplástica reforçada com fibras, uma vez que a camada de resina termoplástica fundida cobre uma superfície da folha de fibras de reforço pressurizada e comprimida em uma forma de película, existem problemas que a resina termoplástica é menos propensa a ser impregnada, ar na folha de fibra de reforço é difícil de ser liberado e, assim, vazios são facilmente formados.

[009] O prepreg descrito na PTL 2 é um prepreg em que um substrato de fibra é impregnado com uma composição de resina com base em uma resina termoendurecível e, por isso, não é claro se uma composição de resina composta apenas de uma resina termoplástica tendo uma alta viscosidade em comparação a uma resina termoendurecível é igualmente aplicável ou não. Além disso, o prepreg tem uma camada de resina formada em toda a superfície superior do substrato de fibras e tem uma camada espaço vazio formada de modo a comunicar de uma extremidade à outra extremidade sob a camada de resina. Além disso, a camada de resina é uma camada de resina formada por um processo de laminação ou uma camada de resina formada por alimentação de uma composição de resina líquida, tal como um verniz de uma composição de resina e curando-a sobre o substrato de fibra. Portanto, uma vez que a distância de migração de ar é muito longa e, assim, o ar é difícil de ser liberado, o prepreg descrito na PTL 2 tem um problema de que o ar no prepreg nem sempre pode ser suficientemente descarregado.

[010] De acordo com os Exemplos, o substrato prepreg entalhado descrito na PTL 3 é preparado conforme a seguir. Ou seja, é descrito que uma composição de resina epóxi é aplicada num papel de liberação submetido a um tratamento de revestimento de silicone e tendo uma espessura de 100 μm, utilizando um rolo de revestimento reverso para preparar uma película de resina e, depois, a película de resina é sobreposta em ambas as superfícies de fibra de carbono dispostas em uma direção, e a impregnação com a resina é conseguida por aquecimento e pressurização para preparar o substrato prepreg. Existe um problema de que os vazios são facilmente formados de forma semelhante à folha de resina termoplástica reforçada com fibras descrita na PTL 1.

[011]Considerando esses problemas convencionais, um objeto da presente invenção é prover um material intermediário de resina reforçada com fibras, incluindo não apenas uma resina termoplástica, mas também uma resina termoendurecível, em que defeitos, tais como vazios, são difíceis de serem gerados e que é excelente em capacidade de moldagem; e um método para fabricação do mesmo.

SOLUÇÃO DO PROBLEMA

[012] Um material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com a presente invenção, é formado por fixação de uma resina a uma parte de superfície externa de um substrato de fibra de reforço, que é formado de fibras de reforço sujeitas à abertura, e aquecimento da resina para uma temperatura igual ou superior ao ponto de fusão da resina para impregnar o substrato de fibra de reforço com a resina, em que o substrato de fibra de reforço tem espaço vazio que é aberto em uma superfície externa do mesmo e a resina está em um estado semi-impregnado.

[013] Na invenção acima, a resina a ser fixada ao substrato de fibra de reforço pode ser um pó. Além disso, a fibra de reforço pode ser fibra de carbono, e o peso-base do substrato de fibra de reforço pode ser 40 a 250 g/m2.

[014]No material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com a presente invenção, a densidade aparente p pode ser 1/2 a 1/50 da densidade aparente alvo pc. Aqui, a densidade aparente alvo pc é pc=Vrxpr+Vfxpf quando o teor de volume de fibra da fibra de reforço é Vf e a sua densidade é pf e o teor de volume de resina da resina é Vr e a sua densidade é pr.

[015] Um corpo moldado de resina reforçada com fibras (artigo moldado) tendo um formato complexo e menos defeitos pode ser moldado por laminação do material intermediário de resina reforçada com fibras e realização de aquecimento e pressurização.

[016] Além disso, o material intermediário de resina reforçada com fibras cujo substrato de fibra de reforço é impregnado com uma resina em um estado semi-impregnado e tem espaço vazio aberto em uma superfície externa do mesmo pode ser fabricado pelo método a seguir. Ou seja, o material intermediário de resina reforçada com fibras da invenção pode ser adequadamente fabricado fixando eletrostaticamente um pó de resina tendo um tamanho de grão médio predeterminado ao substrato de fibra de reforço, de modo que o teor de volume de fibra do material intermediário de resina reforçada com fibras se torne um valor predeterminado com base no diâmetro externo de uma fibra de reforço que forma o substrato de fibra de reforço e a densidade aparente do substrato de fibra de reforço.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[017] O material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com a presente invenção, é excelente em capacidade de moldagem e capacidade de impregnação simultaneamente. Portanto, através de laminação do material intermediário de resina reforçada com fibras e aquecimento e pressurização do mesmo, um corpo moldado de resina reforçada com fibras (artigo moldado) tendo um teor de volume de fibra desejado, suficientemente impregnado, e tendo menos defeitos, tais como vazios, pode ser fabricado mesmo quando tiver um formato complexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[018] A Figura 1(a) é um desenho que mostra esquematicamente um substrato de fibra de reforço em que um pó de resina é fixado a um substrato de fibra de reforço, e a Figura 1(b) é um desenho que mostra esquematicamente uma microestrutura de uma parte do substrato de fibra de reforço impregnada com um pó de resina. A Figura 2 é um desenho que mostra um formato moldado do artigo moldado de resina reforçada com fibras dos Exemplos. A Figura 3 é uma fotografia de microscópio óptico de uma superfície do substrato de fibra de reforço ao qual um pó de resina dos Exemplos é eletrostaticamente fixado. Figura 4 é uma fotografia SEM de uma superfície do material intermediário de resina reforçada com fibras dos Exemplos. A Figura 5 é uma fotografia de microscópio óptico de uma seção transversal do artigo moldado de resina reforçada com fibras dos Exemplos.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[019] A seguir, serão explicados modos para realizar a presente invenção com base nos desenhos. O material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com a invenção, é um material intermediário de resina reforçada com fibras formado por fixação de uma resina a uma parte de superfície externa de um substrato de fibra de reforço formado de fibras de reforço sujeitas à abertura, e aquecimento da resina para uma temperatura igual ou superior ao ponto de fusão da resina para impregnar o substrato de fibra de reforço com a resina, em que o substrato de fibra de reforço tem espaço vazio que é aberto em uma superfície externa do mesmo e a resina está em um estado semi-impregnado. Uma vez que o material intermediário de resina reforçada com fibras da invenção possui uma parte impregnada, em que uma parte de superfície externa do substrato de fibra de reforço é impregnada com uma resina fundida, e uma parte não impregnada, em que a resina fundida está ausente e tem espaço vazio resultante da parte não impregnada, o material pode ter capacidade de moldagem e capacidade de impregnação simultaneamente. Inclusive, na presente Descrição, a frase “a resina está em um estado semi-impregnado” significa um estado em que a parte impregnada, em que uma parte de superfície externa do substrato de fibra de reforço é impregnada com uma resina fundida, e uma parte não impregnada, em que a resina fundida é ausente, são copresentes e a frase difere de um estado em que a parte de superfície externa do substrato de fibra de reforço é coberta com a resina fundida.

[020]Para preparação do material intermediário de resina reforçada com fibras composto de tal substrato de fibra de reforço em que uma resina está em um estado semi-impregnado, é preferível preparar o material fixando eletrostaticamente um pó de resina ao substrato de fibra de reforço e aquecendo-o para conseguir impregnação com o mesmo. Ou seja, o pó de resina 20 é primeiramente eletrostaticamente fixado a um substrato de fibra de reforço 10. O pó de resina 20 é fixado a uma superfície do substrato de fibra de reforço 10 em uma espessura uniforme e em uma distribuição uniforme quando macroscopicamente observado. No entanto, quando microscopicamente observado, como mostrado na Figura 1(a), a superfície do substrato de fibra de reforço 10 formada a partir de um grande número fibras de reforço 11 reunidas tem uma parte à qual o pó de resina 20 é fixado em uma camada ou em várias camadas ou uma parte à qual o pó de resina 20 não é fixado. Tal estado pode ser gerado fixando eletrostaticamente o pó de resina 20 tendo um tamanho de grão médio predeterminado ao substrato de fibra de reforço 10, de modo que o teor de volume de fibra do substrato de fibra de reforço 10 se torne um valor predeterminado com base no diâmetro externo da fibra de reforço 11 que forma o substrato de fibra de reforço 10 e na densidade aparente do substrato de fibra de reforço 10.

[021] Em seguida, o substrato de fibra de reforço 10 tendo o pó de resina 20 nele fixado é aquecido para uma temperatura igual ou superior ao ponto de fusão do pó de resina 20. Na invenção, a pressurização do substrato de fibra de reforço 10 tendo o pó de resina 20 nele fixado não é executada. Portanto, como mostrado na Figura 1(b), o pó de resina 20 fixado ao substrato de fibra de reforço 10 é fundido na superfície do substrato de fibra de reforço 10 na operação de aquecimento, mas a distribuição correspondente à situação de fixação microscópica acima mencionada é mantida e uma camada fundida tipo película que cobre toda a superfície do substrato de fibra de reforço 10 não é formada. A resina fundida reduz sua área de superfície através de sua tensão de superfície para formar uma parte não impregnada em que a resina fundida está ausente na superfície do substrato de fibra de reforço 10. Também, a resina fundida penetra na parte de espaço vazio no substrato de fibra de reforço 10 através de um espaço entre as fibras de reforço 11. Quanto à temperatura e tempo para fusão/impregnação da resina, condições mais adequadas são selecionadas de acordo com o substrato de fibra de reforço 10 e o pó de resina 20.

[022]Na invenção, quando a fibra de reforço é composta de um feixe de fibras, a abertura significa tornar a fibra plana. Pela abertura, no presente material intermediário de resina reforçada com fibras, o substrato de fibra de reforço é impregnado com uma resina em um estado semi-impregnado e é facilitado para formar um estado semi-impregnado tendo espaço vazio aberto em uma superfície externa do substrato de fibra de reforço. A superfície externa do substrato de fibra de reforço significa fora da fibra de reforço 11 que forma a superfície do substrato de fibra de reforço 10. A parte de superfície externa do substrato de fibra de reforço tem um significado que inclui a superfície do substrato de fibra de reforço 10 e uma parte sob a superfície. Secundariamente, na invenção, abertura significa que um feixe de fibras densas a ser impregnado é tornado plano de modo a ter uma espessura predeterminada (por exemplo, 100 μm) ou menos e é aplicado até mesmo a um composto de fibras curtas, tais como cortadas.

[023] Na invenção, a fibra de reforço 11 é preferivelmente fibra de carbono e o peso-base do substrato de fibra de reforço 10 composto da fibra de carbono é adequadamente 40 a 250 g/m2. Controlando o peso-base para 40 g/m2 ou mais, a quantidade total da fibra de reforço por folha de material intermediário de resina reforçada com fibras a ser obtida pode ser impedida de reduzir e o número de folhas do material intermediário de resina reforçada com fibras necessário na moldagem do artigo moldado de resina reforçada com fibras não aumenta inutilmente, de modo que o controle seja prático. Controlando o peso-base para 250 g/m2 ou menos, pode ser evitada a necessidade de um longo período para a etapa em que a resina fundida penetra na parte de espaço vazio no substrato de fibra de reforço 10 através de um espaço entre as fibras de reforço 11 no momento do aquecimento, de modo que o controle seja prático. Secundariamente, a fibra de reforço 11 pode ser fibra de vidro ou fibra natural e, mesmo em um substrato de fibra de reforço 10 composto de tal fibra, uma faixa de peso-base adequada para cada um é determinada.

[024] Como o pó de resina 20, podem ser usados policarbonato (PC), polissulfona (PSU), polietersulfona (PES), poliamideimida (PAI), polieterimida (PEI), resinas à base de poliamida (PA6, PA11, PA66), tereftalato de polibutileno (PBT), tereftalato de polietileno (PET), sulfeto de polifenileno (PPS), poliéter éter cetona (PEEK), poliéter cetona (PEKK), e semelhantes. Além disso, pode ser um pó de uma resina termoendurecível, tal como uma resina de fenol ou uma resina epóxi sem limitação aos pós das resinas termoplásticas como mencionado acima.

[025]Na invenção, como o pó de resina 20, um pó tendo um tamanho de grão médio de 1/2 a 30 vezes o diâmetro externo da fibra de reforço 11 pode ser usado. O tamanho de grão médio é adequadamente selecionado de acordo com a densidade e viscosidade da resina a ser usada, o formato externo da fibra, e o teor final de volume de fibra. O pó de resina 20 tendo tal tamanho de grão médio tem uma vantagem que é a facilidade de fixação eletrostaticamente ao substrato de fibra de reforço 10. Além disso, usando o pó de resina 20 tendo um tamanho de grão médio na faixa acima, o teor de volume de fibra do substrato de fibra de reforço 10 pode ser controlado para um valor predeterminado, especificamente 15 a 70%.

[026]Como mencionado acima, na invenção, o pó de resina 20 é usado para fixar uma resina ao substrato de fibra de reforço e o pó de resina 20 é fixado ao substrato de fibra de reforço 10 por fixação eletrostática. Portanto, na invenção, a fixação do pó de resina 20 ao substrato de fibra de reforço 10 pode ser microscopicamente ajustado. A fixação eletrostática do pó de resina 20 pode ser executada carregando o pó de resina 20 em um estado de mistura com ar e conferindo tensão mais alta um pouco antes da fixação do pó de resina 20 ao substrato de fibra de reforço 10. Secundariamente, o pó de resina 20 é preferivelmente um tendo um menor tamanho de grão médio do ponto de vista de impregnação, mas é desvantajoso em vista de seu alto preço unitário. Por outro lado, para controlar um estado eletrostaticamente fixado do pó de resina 20 para formar material intermediário de resina reforçada com fibras tendo espaço vazio aberto na superfície externa, o tamanho de grão médio do pó de resina 20 é preferivelmente maior.

[027] Como mencionado acima, a fim de preparar o material intermediário de resina reforçada com fibras obtido por impregnação do substrato de fibra de reforço com uma resina em um estado semi-impregnado em um grau que o substrato de fibra de reforço tenha espaço vazio aberto na superfície externa, é adequado controlar a densidade aparente p do substrato de fibra de reforço para uma faixa predeterminada. Ou seja, em relação à densidade (densidade aparente alvo pc), quando o material intermediário de resina reforçada com fibras composto do substrato de fibra de reforço é constituído pela fibra de reforço e a resina e não existe espaço vazio, a densidade aparente p do substrato de fibra de reforço é adequadamente controlada para 1/2 a 1/50. Aqui, quando o teor de volume de fibra da fibra de carbono é Vf e a sua densidade é pf e o teor de volume de resina da resina é Vr e a sua densidade é pr, pc=Vrxpr+Vfxpf. O caso em que a densidade aparente p é cerca de 1/2 da densidade aparente alvo pc, é preferível em um substrato de fibra de reforço composto de um tecido, em que fios de urdidura abertos e fios de trama tenham sido tecidos, e o caso em que a densidade aparente p é cerca de 1/50 da densidade aparente alvo pc, é preferível em um substrato de fibra de reforço em forma de manta composto de fibras cortadas sujeitas a abertura. Secundariamente, a densidade aparente p é obtida por divisão da massa do substrato de fibra de reforço por volume aparente.

[028] No acima, o material intermediário de resina reforçada com fibras de acordo com a invenção é explicado. O material intermediário de resina reforçada com fibras é laminado em um molde predeterminado e aquecido e pressurizado, sendo assim moldado em um artigo moldado de resina reforçada com fibras tendo um formato predeterminado. Através da utilização do material intermediário de resina reforçada com fibras, é possível moldá-lo em um artigo moldado de resina reforçada com fibras tendo um teor de volume de fibra de 15 a 70% e uma razão de vazios de 1,5% ou menos, além de uma razão de vazios de 0,5% ou menos.

EXEMPLOS

[029]Através da preparação de um material intermediário de resina reforçada com fibras em que um substrato de fibra de reforço composto de fibra de carbono foi impregnado com uma resina de poliamida (PA6), laminação do material e realização de aquecimento e pressurização, um teste de preparação de um artigo moldado retangular de resina reforçada com fibras 30 mostrado na Figura 2 foi realizado. Como o substrato de fibra de reforço, foi usado um obtido pela abertura do feixe de fibra de carbono (dez mil fibras) tendo um diâmetro de 7 μm de modo a ter uma largura de 2 mm para preparar um tecido com fibra de carbono lisa tendo um peso-base de 63 g/m2 e cortando a partir daí. Como a resina de impregnação, um pó de resina PA6 tendo um tamanho de grão médio de 20 μm foi usado.

[030] O pó de resina PA6 foi eletrostaticamente fixado ao substrato de fibra de carbono de modo a ter um teor de volume de fibra de 60% e, após a fixação, o pó de resina PA6 foi prontamente fundido usando um aquecedor IR. A espessura do material intermediário de resina reforçada com fibras preparado foi de 180 μm. A Figura 3 mostra uma fotografia de microscópio óptico de um estado da superfície em que o pó de resina PA6 foi eletrostaticamente fixado ao substrato de fibra de carbono. A superfície do substrato de fibra de reforço ainda está manchada, mas é observada como se neve em pó estivesse finamente espalhada.

[031] A Figura 4 mostra uma fotografia de microscópio eletrônico de varredura (SEM) da superfície do material intermediário de resina reforçada com fibras preparado. A superfície do material intermediário de resina reforçada com fibras é observada tal que existem uma parte em que o feixe de fibra de carbono é coberto com um revestimento relativamente espesso tipo xarope, uma parte coberta com um revestimento fino e uma parte em que o feixe de fibra de carbono em si é exposto. Na parte de revestimento relativamente espesso, partes tipo ranhuras longas e estreitas tendo diferentes comprimentos são pontilhadas ao longo da direção da fibra de carbono, como se não fossem completamente preenchidas. Ou seja, o substrato de fibra de reforço é observado tendo espaço vazio aberto na superfície externa em um estado semi-impregnado com a resina PA6.

[032]Dezesseis folhas do material intermediário de resina reforçada com fibras acima foram laminadas em um molde e, após a temperatura ser elevada para 260 °C, a temperatura foi mantida, seguida por pressurização a 5 MPa. O tempo de pressurização foi de 70 segundos. A Figura 5 mostra uma fotografia de microscópio óptico de uma seção transversal do artigo moldado de resina reforçada com fibras moldado em uma ampliação de 400 vezes. O artigo moldado de resina reforçada com fibras tinha uma razão de vazios de 0,5% ou menos. Além disso, a capacidade de moldagem do artigo moldado de resina reforçada com fibras 30 foi satisfatória e a parte de bordo 31 da ranhura mostrada na Figura 2 poderia também ser moldada satisfatoriamente sem desvio de fibras.

[033] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes e com referência a modalidades específicas da mesma, será evidente para uma pessoa versada na técnica que várias alterações e modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da invenção. O presente pedido se baseia no Pedido de Patente Japonês N° 2014-213114, depositado em 17 de outubro de 2014, e cujo conteúdo é incorporado neste documento por referência. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 10: substrato de fibra de reforço 11: fibra de reforço 20: pó de resina 30: artigo moldado de resina reforçada com fibras 31: parte de bordo de ranhura

Claims

1. Material intermediário de resina reforçada com fibras CARACTERIZADO pelo fato de que é formado por fixação de uma resina (20) a uma parte de superfície externa de um substrato de fibra de reforço (10), o substrato de fibra de reforço (10) formado de fibras de reforço (11) em que um feixe das fibras de reforço (11) é espalhado de modo plano, e aquecimento da resina (20) para uma temperatura igual ou superior ao ponto de fusão da resina para impregnar o substrato de fibra de reforço (10) com a resina, em que o substrato de fibra de reforço (10) tem espaço vazio que é aberto em uma superfície superior e uma superfície inferior do mesmo e a resina está em um estado semi-impregnado, e em que a resina no estado semi-impregnado compreende um estado em que uma porção da superfície externa do substrato de fibra de reforço (10) é impregnada com uma resina fundida e outra porção da superfície externa do substrato de fibra de reforço (10) não é impregnada com a resina fundida.

2. Material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a resina (20) a ser fixada ao substrato de fibra de reforço (10) é um pó.

3. Material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que um tamanho de grão médio do pó de resina é 1/2 a 30 vezes um diâmetro externo de uma fibra de reforço.

4. Material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a fibra de reforço (11) é fibra de carbono e o peso-base do substrato de fibra de reforço (10) é 40 a 250 g/m2.

5. Material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a densidade aparente p é 1/2 a 1/50 da densidade aparente alvo pc, a densidade aparente alvo pc sendo pc=Vrxpr+Vfxpf quando o teor de volume de fibra da fibra de reforço (11) é Vf e sua densidade é pf e o teor de volume de resina da resina é Vr e sua densidade é pr.

6. Material intermediário de resina reforçada com fibras, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o substrato de fibra de reforço compreende um tecido de feixe espalhado.

7. Corpo moldado de resina reforçada com fibras (30) CARACTERIZADO pelo fato de que é moldado por laminação do material intermediário de resina reforçada com fibras, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, e realização de aquecimento e pressurização.

8. Método para fabricação do material intermediário de resina reforçada com fibras, como definido na reivindicação 1, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fixar eletrostaticamente um pó de resina (20) tendo um tamanho de grão médio predeterminado a uma parte da superfície externa de um substrato de fibra de reforço (10), de modo que o teor de volume de fibra do material intermediário de resina reforçada com fibras se torne um valor predeterminado com base no diâmetro externo de uma fibra de reforço (11) de uma pluralidade de fibras de reforço que formam o substrato de fibra de reforço (10) e a densidade aparente do substrato de fibra de reforço (10), em que o substrato de fibra de reforço (10) é impregnado com uma resina em um estado semi-impregnado e tem espaço vazio aberto em uma superfície superior e superfície inferior do mesmo, em que o substrato de fibra de reforço (10) é formado espalhando de modo plano um feixe da pluralidade de fibras de reforço (11), e em que a resina no estado semi-impregnado compreende um estado em que uma porção da superfície externa do substrato de fibra de reforço (10) é impregnada com uma resina fundida e outra porção da superfície externa do substrato de fibra de reforço (10) não é impregnada com a resina fundida.