CN101394979B - 纤维增强树脂的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纤维增强树脂的制造方法，该方法是在模腔内至少配置增强纤维基材，并向腔内注入树脂使其固化，其特征在于，在增强纤维基材的至少一面上配置表层形成用基材、和位于该表层形成用基材和增强纤维基材之间且与表层形成用基材的含浸系数比率为1.5～10的树脂扩散介质，表层形成用基材和树脂扩散介质间隔由至少一层覆盖系数为90％～100％的织物构成的中间层。能够在RTM成型中减少表层中产生的针孔、减少作为后续工序的涂装工序等所必需的修补工序，进而能够提高生产率。

Description

纤维增强树脂的制造方法
技术领域
本发明涉及纤维增强树脂(以下也称为FRP(纤维增强塑料：FiberReinforced Plastic)。)的制造方法，特别涉及利用RTM成型法(树脂传递成型：Resin Transfer Molding)的纤维增强树脂的制造方法。
本发明的RTM成型法包括：使用上下成对的双面成型模，从树脂注入口向树脂排出口加压注入树脂，利用树脂挤出模内的空气后关闭树脂排出口，对模内进行加压，使树脂固化的RTM成型法；使模内处于真空状态后抽吸或加压注入树脂、使其固化的RTM成型法；及在单面成型模上配置基材，利用薄膜等袋材封袋包装(bagging)后对内部进行减压，然后利用内部的真空压抽吸注入树脂的真空RTM成型法。
背景技术
FRP作为轻质且具有高机械性的复合材料被广泛应用于各领域。作为该FRP的成型方法之一，广泛使用RTM成型法。RTM成型法成型周期较短，但有时因树脂流动的不良情况等导致在成型品表面残留被称为针孔(pin hole)或空隙(void)的缺陷，适用于要求良好外观的商品时，必须在涂装工序前进行表面修补工序等。因此，由RTM成型法制造的FRP在外观的加工上耗费时间和劳动，往往成为高成本的产品。
所以，为了解决上述现有的RTM成型法的问题，进行了各种研究。例如，在专利文献1中提出下述成型方法：在RTM成型中使用的成型模内装入由表层形成部件/过滤阻力大的分离基材/纤维状加强材料/过滤阻力小的分离基材/发泡性树脂粒子构成的层合体，升高成型模温度，利用发泡性粒子的体积膨胀将表层基材挤压到成型模上，向其中注入液态成型树脂，得到高表面品质的复合材料成型品。但是，该方法必须利用过滤阻力大的分离基材形成发泡性粒子不流到表层的结构，所以层合结构受到限制，在加热至发泡性粒子的发泡温度并成型后，为了防止该粒子的发泡内压导致成型品变形，必须在液态树脂固化后充分降低成型模温度，所以存在设备增大、成型周期延长的问题。
另外，专利文献2提出下述成型方法：层合时，通过在成为表层的增强纤维基材的正下面设置无序毡(random mat)层，除去增强纤维基材中的气泡，并且促进树脂向表层的增强纤维基材中含浸。但是，该方法由于在表层基材的正下面配置无序毡层，所以树脂中所含的气泡蓄积在无序毡层中，有时产生贯通正上方的表层基材的针孔。
专利文献1：特开平7-100847号公报
专利文献2：特开2005-232601号公报
发明内容
本发明的目的在于通过减少现有的RTM成型法中表层产生的针孔等表面缺陷，并减少后续工序的涂装工序等所需的修补工序来提高成型品的生产率。
为了解决上述课题，进行了各种研究，结果发现通过设置具有特定覆盖系数(cover factor)的中间层和具有特定含浸性的树脂扩散层，能够得到成型品表面基本无针孔产生、且表面品质优良的RTM成型品，从而完成了本发明。
即，本发明的纤维增强树脂的制造方法是在模腔内至少配置增强纤维基材，向上述腔内注入树脂使其固化的纤维增强树脂的制造方法(也就是利用RTM成型法的纤维增强树脂的制造方法)，其特征在于，在上述增强纤维基材的至少一面上配置表层形成用基材、和位于该表层形成用基材和上述增强纤维基材之间且与上述表层形成用基材的含浸系数比率为1.5～10的树脂扩散介质，表层形成用基材和树脂扩散介质间隔由至少1片覆盖系数为90％～100％的织物构成的中间层。
在上述本发明的RTM成型法中，通过在层合结构内配置特定中间层及树脂扩散介质，使伴随树脂注入而混入的气泡首先主要与树脂一同在树脂流动性良好的树脂扩散介质内流动，由此能够良好地排出气泡，或者使气泡滞留在该树脂扩散介质层内，进而通过在最外层和树脂扩散介质之间设置具有规定范围的覆盖系数的中间层，能够防止滞留在树脂扩散介质内的气泡在成型品表面露出。另一方面，因为能够使树脂包含在树脂扩散介质内、并且从树脂扩散介质向表层侧基材供给气泡少的树脂，促进含浸，所以能够有效地在短时间内稳定成型利用现有的RTM成型法难以得到的外观表面的空隙或针孔等缺陷极少发生的成型品。
上述本发明的纤维增强树脂的制造方法可以采用树脂扩散介质的至少一个端部比至少一侧邻接层向外侧延长的方案。通过使树脂扩散介质的至少一个端部长于至少一侧邻接层，容易使注入树脂从该加长形成的端部进入树脂扩散介质内并展开，使树脂确实地供给至树脂扩散介质层内。结果使树脂确实地遍布到层合体的内部，从而大幅度提高树脂对层合体整体的含浸性。
该树脂扩散介质的含浸系数优选为1×10-10m2以上。含浸系数是表示树脂含浸的难易度的系数，其测定方法在后面进行说明。通过使用含浸系数高的树脂扩散介质，容易使树脂展开到所希望的范围，同时还提高了被展开的树脂的含浸性，并且更良好地发挥加长形成上述端部所带来的作用效果。
作为树脂扩散介质的厚度，优选200～2000μm的范围。由于树脂扩散介质优选上述高含浸系数，所以通过使用上述高含浸系数的基材，能够从树脂扩散介质的端部向中央部或相反侧端部流入足够量的树脂。但是，如果该树脂扩散介质过薄，则导致难以流入足够量的树脂，相反，如果过厚，则导致层合体整体难以维持所希望的层合形态。所以，厚度优选在200～2000μm的范围内。
考虑到上述优选的含浸系数和厚度，作为树脂扩散介质，例如优选使用网状物(mesh)。
本发明的纤维增强树脂的制造方法可以采用以下方案：在上述树脂扩散介质的至少一面配置芯材，在该芯材的至少树脂注入侧的端部设置厚度50～2000μm的树脂流动基材。该树脂流动基材可以只配置在芯材的端部，而不必配置在芯材的整个表面。另外，只要沿树脂流动方向配置在至少一个端部即可，但优选配置在两端部。通过如上所述地在芯材的端部配置特定的树脂流动基材层，能使芯材端部的树脂流动非常稳定，并且以往容易从该部位到达成型体表面的气泡被零散地分散并密封在成型体内部，难以在表面露出。结果大幅度提高成型体的表面品质。
作为该树脂流动基材，优选其含浸系数为1×10-10m2以上。即，通过使用含浸系数高的树脂流动基材，能进一步提高上述树脂流动的稳定化、气泡的分散、密封效果。
还优选在上述芯材的至少一面上进行沟加工。芯材上的沟的存在能使在树脂扩散介质的作用下扩散的树脂更迅速且均匀地扩散，所以，能与配置在上述芯材端部的树脂流动基材所产生的作用一并避免气泡局部滞留或者生长，实现更均匀的成型。
如上所述，根据本发明的纤维增强树脂的制造方法，通过在层合结构内配置特定的中间层及树脂扩散介质，能有效地防止滞留在树脂扩散介质层内的气泡在成型品表面露出，进而能够有效地在短时间内稳定地成型表面极少产生空隙或针孔等缺陷的成型品。结果即使在作为后续工序具有涂装工序的制造工序中也能够省略或大幅度减少表面修补工序，进而能够得到低成本的成型品。
附图说明
[图1]表示本发明的纤维增强树脂的制造方法的基本方案之一例的结构简图。
[图2]含浸系数测定装置的结构简图。
[图3]表示本发明的纤维增强树脂的制造方法中延长树脂扩散介质的端部之一例的结构简图。
[图4]表示本发明的纤维增强树脂的制造方法中在芯材端部设置树脂流动基材之一例的结构简图。
[图5]实施例1中使用的下模的侧视图。
[图6]表示实施例1中使用的基材的层合结构的侧视简图。
[图7]表示实施例4中使用的基材的层合结构的侧视简图。
[图8]表示本发明中成型品之一例的侧视简图。
符号说明
1：腔
2a：上模
2b：下模
3：增强纤维基材
4a、4b：表层形成用基材
5a、5b：树脂扩散介质
6a、6b：中间层
11：含浸系数测定装置
12：树脂罐
13：真空泵
14：基材
15：注入口
16：排出口
17：含浸方向
21：树脂扩散介质
22a、22b：邻接层
31：芯材
32：树脂扩散介质
33：树脂流动基材
34：中间层
35：表层形成用基材
36：沟
41：腔
42：下模
43：密封材料
44：注入口
45：排出口
51a：表层形成用基材
51b：中间层的基材
51c：树脂扩散介质的基材
51d：增强纤维基材
61a：表层形成用基材
61b：中间层的基材
61c：树脂扩散介质的基材
61d：增强纤维基材
61e：芯材
71：成型品
72a：端部中央部厚度测定位置
72b：中央部厚度测定位置
具体实施方式
以下利用优选实施方案详细说明本发明。
图1表示本发明的纤维增强树脂的制造方法的基本方案之一例。在由上模2a、下模2b构成的模2的腔1内配置增强纤维基材3，在该实施方案中，在增强纤维基材3的两面配置表层形成用基材4a、4b、和位于该表层形成用基材4a、4b和增强纤维基材3之间且与表层形成用基材4a、4b的含浸系数比率为1.5～10的树脂扩散介质5a、5b，表层形成用基材和树脂扩散介质间隔由覆盖系数为90％～100％的织物构成的中间层6a、6b。在该状态下，例如通过如箭头7所示真空抽吸将腔1内减压，如箭头8所示向减压的腔1内注入树脂，注入的树脂被含浸在腔1内的基材中后，例如通过加热进行固化，制造规定的纤维增强树脂的成型体。
作为本发明中使用的树脂，例如可以举出环氧树脂或乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂，或丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂等。特别优选常温下粘度为10Pa·s以下的粘度低且对纤维的含浸良好的树脂。
本发明的增强纤维基材是由后述的表层形成用基材、中间层用基材、树脂扩散介质用基材以外的增强纤维构成的基材的总称。作为用于本发明的增强纤维基材的增强纤维，例如可以举出碳纤维或玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、PBO(聚对苯撑苯并二噁唑：polyparaphenylenebenzobisoxazole)纤维、Tyranno(钛氧化铝：titan alumina)纤维、尼龙纤维等。另外，作为织物组织，可以是织布，也可以是无纺布，织布的情况下，可以举出平纹织物或斜纹布、缎纹织物等，不仅可以是由单一的纤维构成的组织，也可以是编织多种纤维得到的组织。无纺布的情况下，例如可以举出无序毡或连续原丝毡片(continuousstrand mat)等。
本发明的表层形成用基材是配置在成型品最表层的基材，并且是满足后述的与树脂扩散介质的含浸系数比率的基材。作为用于本发明的表层形成用基材的纤维，例如可以举出碳纤维或玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维、Tyranno(钛氧化铝)纤维、尼龙纤维等。另外，作为织物组织，可以是织布，也可以是无纺布，织布的情况下，可以举出平纹织物或斜纹布、缎纹织物等，可以是由单一的纤维构成的组织，也可以是编织多种纤维得到的组织。无纺布的情况下，例如可以举出无序毡。
本发明的树脂扩散介质是为了使树脂扩散介质层内的树脂容易流动而含浸系数高于其他基材的层，并且是满足后述的与表层形成用基材的含浸系数比率的基材。
形成该树脂扩散介质时，可以使用网状物或纤维基材。作为网状物的材质，例如可以举出尼龙树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂等，可以使用根据需要进行等离子体处理或电晕处理而提高了粘合性的网状物。使用纤维基材时，作为使用的纤维，例如可以举出碳纤维或玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维、Tyranno(钛氧化铝)纤维、尼龙纤维等。另外，织物组织可以是织布，也可以是无纺布，在织布的情况下，可以举出平纹织物或斜纹布、缎纹织物等，可以是由单一纤维构成的组织，也可以是编织多种纤维得到的组织。在无纺布的情况下，例如可以举出无序毡或连续原丝毡片等。
本发明的中间层是覆盖系数高达90％～100％的织物基材，以使在树脂扩散介质内中流动的树脂内的气泡无法到达外层。
作为用于该中间层的织物基材的纤维，例如可以举出碳纤维或玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维、Tyranno(钛氧化铝)纤维、尼龙纤维等。作为基材的组织，可以为织布，可以举出平纹织物或斜纹布、缎纹织物等，可以是由单一纤维构成的组织，也可以是编织多种纤维得到的组织。
本发明中，表层形成用基材和树脂流动介质由含浸系数不同的基材层构成，为了得到成型后的表面上称为针孔的直径为0.2mm以上2mm以下、深度为0.2mm以上1mm以下的孔状等缺陷少的外观，下述式表示的含浸系数比率必须为1.5～10。该含浸系数比率低于1.5时，实质上不产生树脂流动差，含有气泡的树脂也流向表层形成用基材侧，容易在外观表面形成针孔。另外，含浸系数比率超过10时，虽然外观表面的针孔少，但由于树脂的含浸量增加，有时导致成型品的重量增加。
含浸系数比率＝K1/K2
此处，K1：层合的结构内基材的含浸系数的最大值(树脂扩散介质层的含浸系数)
K2：层合的结构内基材的含浸系数的最小值
此处，树脂含浸系数是利用以下测定方法测定的值。
已知在树脂的含浸过程中，含浸在基材中的树脂的行为遵循下式所示的达西定律(Darcy’s law)，含浸速度可以通过下式得到。
v＝(K/μ)×(△P/△L)...(1)
此处，v(m/s)是含浸速度，K(m2)是含浸系数，μ是树脂粘度(Pa·s)，△P(Pa)/△L(m)是单位长度的压力梯度。以时间t(s)对该式进行积分，即可得到下式表示的含浸系数。
K＝(L×L×μ)/(2×P×t)...(2)
此处，L(m)是从树脂注入口到流动前沿(flow front)(流动树脂的前端)的距离。如果已知从树脂注入口至流动前沿的距离和至流动前沿的到达时间、树脂粘度、成型压力，即可由(2)式计算出含浸系数。所以，作为含浸系数测定的一例，可以使用图2所示的装置，对平板之类基本形状进行含浸系数测定实验，通过对其进行测定来测定含浸系数K。
本发明中测定含浸系数时，使用例如图2所示的含浸系数测定装置11。通过将该装置11内保持在真空度用表压表示高于-100kPa的压力，使压力△P为100kPa。另外，测定时，优选使用实际的树脂，在成型温度下测定，但如果已知成型温度下的树脂粘度，则也可以使用调整至该粘度的液体、例如硅油或醚类合成油等进行测定。需要说明的是，在本发明中，从树脂注入口至流动前沿的距离L为500mm，利用能将此时的树脂到达的时间t测定至1/100sec的数字式秒表进行计测。上述测定共进行3次，使用平均值算出含浸系数。图2中，12表示树脂罐，13表示真空泵，14表示基材，15表示注入口，16表示排出口，箭头17表示树脂含浸方向。
作为本发明的中间层中使用的织物基材，使用覆盖系数为90％～100％的基材。通过配置1片以上覆盖系数高达90％以上的基材作为中间层，使气泡难以从树脂流动介质流向表层形成用基材，从而得到外观上针孔少的成型体。
此处，覆盖系数表示每单位面积内纤维面积所占的比例，基材为织布的情况下，按照以下顺序进行测定。利用复印机等放大作为对象的基材，测定每10根纤维束的纵尺寸Y和横尺寸X。此时，利用复印机将每10根纤维束的横尺寸放大至100±5mm，使用能表示至0.01mm的游标卡尺进行测定。接下来，测定该10根纤维束中各纤维束的宽，针对纵纤维，以X/2的间隔在各纤维束上测定3点，共计30点，针对横向的纤维，以Y/2的间距在各纤维上测定3点，共计30点，算出纵向纤维宽的平均值x和横向纤维宽的平均值y。覆盖系数Cf由下式表示。
Cf＝{Y*x+(X-x)*y}/(X*Y)
从得到外观性良好的成型体方面考虑，优选本发明中使用的树脂扩散介质的厚度为200～2000μm。如果厚度小于200μm，则妨碍树脂内部的气泡的通过，容易在树脂注入口附近形成空隙滞留，如果厚度大于2000μm，则虽然能够增加可蓄积在层内的空隙，但成型体的重量增加，失去轻质化的效果。另外，为了得到上述厚度的树脂扩散介质，在使用例如玻璃纤维毡片时，可以通过使用200～900g/m2(可以利用多层来达到该单位面积重量)的毡片而实现。需要说明的是，在成型体中，树脂扩散介质可以仅由1层构成，也可以由多层构成，只要满足上述厚度即可。
通过使用于树脂扩散介质层的基材的含浸系数为1×10-10m2以上、例如1×10-10～1×10-9m2，能使树脂主要在树脂扩散介质层中流动，进而使对外观有不良影响的树脂中的气泡等容易滞留在该树脂扩散介质层内，所以，能够得到具有良好外观的成型体。从该观点考虑，含浸系数的上限越大越优选，但作为目前能得到的基材，可以举出上述范围的基材。另外，能得到含浸系数更大的基材时，可以优选适用。
另外，作为用于树脂扩散介质的材料的形态，如上所述，可以是网状物，也可以是织布，还可以是无纺布，例如使用玻璃纤维短切毡或连续原丝毡片等无纺布时，还能得到低成本的成型体，而且层内容易蓄积空隙。
本发明中可以采用树脂扩散介质的至少一个端部比至少一侧邻接层向外侧延长的形态。树脂扩散介质可以在两端延长，也可以组合各端部的延长形态或与邻接层的关系不同的形态，如图3所示，树脂扩散介质21的一个端部比两个邻接层22a、22b凸出、另一个端部相对邻接层22b凸出的形态。L1、L2表示树脂扩散介质21的凸出长度，只要比至少一侧邻接层向外侧延长即可。该凸出长度在1mm以上较为理想，优选在1mm～30mm的范围。通过如上所述地使树脂扩散介质的至少一个端部长于至少一侧邻接层，使注入树脂容易从该加长形成的端部进入树脂扩散介质内并展开，进而能将树脂更确实地供给到树脂扩散介质的层内。
在树脂扩散介质的至少一面配置芯材时，气泡有可能容易从该芯材的端部部位移至成型体的表面。所以，在本发明中，如图4所示，优选在芯材31的至少树脂注入侧的端部(图示例中在两端部)，在与树脂扩散介质32之间，设置厚度50～2000μm的树脂流动基材33。该树脂流动基材33可以只配置在芯材31的端部，而不必覆盖芯材31的整个表面。通过在芯材31的端部配置上述特定的树脂流动基材33，使芯材31端部的树脂流动极其稳定，容易从该部位移至成型体表面的气泡被零散地分散并密封在成型体内部，难以在表面露出。结果大幅度提高成型体的表面品质。需要说明的是，图4中，34表示中间层，35表示表层形成用基材。
作为上述树脂流动基材33，如上所述，优选其含浸系数为1×10-10m2以上。还优选在上述芯材33的至少一面加工沟36。芯材上的沟36的存在能使利用树脂扩散介质32扩散的树脂更迅速且均匀地扩散。
如上所述，利用本发明的纤维增强树脂的制造方法，能使存在于树脂内的气泡成分主要通过树脂扩散介质层，并且利用特定的中间层使气泡难以到达成型体表面侧，所以，能够降低修补等后续工序的必要性，同时，能得到外观基本无针孔的表面品质优良的纤维增强树脂的成型体。
如上所述得到的纤维增强树脂通过使用碳纤维作为增强纤维，能够制成轻质、高强度、高弹性、及耐冲击性优良的碳纤维增强塑料(CFRP)，用作适合于汽车、压力容器、航空器用结构材料、船舶用结构材料、高尔夫球杆用杆身、滑雪板、钓鱼竿等的CFRP部件。需要说明的是，CFRP部件中，在不破坏轻质、高强度、高弹性、及耐冲击性的情况下，可以具有碳纤维以外的增强纤维(例如玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维、Tyranno(钛氧化铝)纤维、尼龙纤维等)，只要碳纤维以外的增强纤维的含量低于增强纤维整体的50质量％，即可包含在此处所说的CFRP部件中。
另外，CFRP部件特别优选用作成型周期短且要求大量生产的汽车用部件。
实施例
以下基于实施例更具体地说明本发明。
实施例中使用的材料如下所示。
·基材a：碳纤维织物、东丽(株)制CO6343B(织物组织：平纹织物、织物单位面积重量：198g/m2、增强纤维：T300B-3K、弹性模量：230GPa、强度：3530MPa、细度：198tex、单纤维数：3000根)、覆盖系数＝95～97％
·基材b：碳纤维织物、东丽(株)制BT70-30(织物组织：平纹织物、织物单位面积重量：317g/m2、增强纤维：T700SC-12K、弹性模量：230GPa、强度：4900MPa、细度：800tex、单纤维数：12000根)、覆盖系数＝96～98％
·基材c：碳纤维织物、东丽(株)制BT70-20(织物组织：平纹织物、织物单位面积重量：214g/m2、增强纤维：T700SC-12K、弹性模量：23GPa、强度：4900MPa、细度：800tex、单纤维数：12000根)、覆盖系数＝93～96％
·基材d：玻璃纤维表面毡、日东纺(株)制MF30P100BS6(布帛的形态：连续纤维无纺布、单位面积重量：30g/m2)
·基材e：碳纤维毡、东丽(株)制“TORAYCA”(注册商标)T700SC(弹性模量：230GPa、强度：4900MPa、细度：1650tex)的短纤维毡(切割长度：最大2英寸、单位面积重量：80g/m2)
·基材f：连续原丝毡片、日本板硝子社制(布帛的形态：玻璃连续纤维无纺布、单位面积重量：450g/m2)
·基材g：网片NB20(NBC株式会社制：尼龙网，厚520μm)
·基材h：玻璃织布、UNITIKA GLASS FIBER(株)制E10T(单位面积重量：106g/m2、织物密度：纵＝60根/25mm，横＝58根/25mm)
·基材i：玻璃纤维无纺布、矢泽产业(株)制SUPERWOOL MATYWN-8(布帛的形态：毡状无纺布、单位面积重量：720g/m2)
·基材a’：以10±3g/m2在基材a上预先附着熔点71℃的环氧改性热塑性树脂得到的基材。
·基材b’：以5±3g/m2在基材b上附着熔点71℃的环氧改性热塑性树脂得到的基材。
·基材c’：以5±3g/m2在基材c上附着熔点71℃的环氧改性热塑性树脂得到的基材。
·芯材a：积水化学工业制“Formack”HR#1006(耐热丙烯酸树脂制发泡体)、密度＝0.1g/em3，厚度＝6mm
·树脂a：东丽(株)制、环氧树脂TR-C35
主剂：“Epicoat”828(Yuka Shell Epoxy社制、环氧树脂)
固化剂：东丽(株)制Blend TR-C35H(咪唑衍生物)
混合比：主剂：固化剂＝10：1
100℃下的树脂粘度：17mmPa·s(使用E型粘度计在30℃、50℃、70℃下测定粘度、并基于WLF式进行换算得到的值)
[实施例1]
在具有图5所示形状的480mm×480mm的腔41的成型下模42中配置图6所示的增强纤维基材等(51a、51b、51c、51d)，用密封材料43密封，同时关闭图中未示出的上模。此处使用的增强纤维等各基材的结构如下。
表层形成用基材31a：基材a(0°/90°纤维取向)×1Ply
中间层的基材31b：基材a(0°/90°纤维取向)×1Ply
树脂扩散介质层的基材31c：基材f×1Ply
增强纤维基材31d：基材a(0°/90°纤维取向)×2Ply
利用图2所示的装置测定基材a及基材f的含浸系数。测定时使用25℃下的粘度与成型温度100℃下树脂a的粘度大致相同的液体，于25℃下进行测定，得到以下数值。
基材a的含浸系数K＝0.6×10-10m2
基材f的含浸系数K＝3.1×10-10m2
所以，此时的含浸系数比率为5.2。
接下来，将成型下模42及上模保持在100℃的温度下，在保持真空状态的状态下，使用图中未示出的树脂注入机从树脂注入口44注入树脂a。目视确认从树脂排出口45排出的树脂中不含有直径超过φ2mm的气泡后关闭树脂排出口45，然后关闭树脂注入口44。此时施加在树脂上的注入压最大为0.75MPa。
在该状态下保持15分钟后，打开成型模，得到成型品。将得到的成型品冷却至25℃后，在距离成型品的边缘部15mm的内侧的各角部及各边中央部各取1处共计8处，利用测微计进行测定所得成型品的板厚，平均约为2.1mm。
接下来，用#600砂纸研磨得到的成型品表面，利用丙酮脱脂后，涂布FRP用底漆(MUSASHI HOLT制)，在室温下干燥1小时。然后，一边在成型品表面照射荧光灯的光，一边目视计数表面上直径超过φ0.2mm的针孔数，结果无针孔。切开制品，测定各层的厚度，树脂扩散介质层的基材51c平均约为1.1mm。
[实施例2]
各增强纤维基材的结构如下所示，除此之外与实施例1相同地得到成型品。
表层形成用基材51a：基材b’(0°/90°纤维取向)×1Ply
中间层的基材51b：基材c’(0°/90°纤维取向)×1Ply
树脂扩散介质层的基材51c：基材f×1Ply
增强纤维基材51d：基材c’(0°/90°纤维取向)×2Ply
此时各基材的含浸系数如下所述。
基材b’的含浸系数K＝0.66×10-10m2
基材f的含浸系数K＝3.1×10-10m2
基材c’的含浸系数K＝0.63×10-10m2
所以，此时的含浸系数比率为4.7。在距离成型品的边缘部15mm的内侧的各角部及各边中央部各取1处共计8处，利用测微计测定所得成型品的板厚，平均约为2.2mm。
接下来，与实施例1相同地对成型品进行表面处理后，一边在成型品表面照射荧光灯的光，一边目视计数表面上直径超过φ0.2mm的针孔数，结果无针孔。切开制品，测定各层的厚度，树脂扩散介质层的基材51c的厚度约为1.0mm。
[实施例3]
各增强纤维基材的结构如下所示，除此之外与实施例1相同地得到成型品。
表层形成用基材51a：基材h(0°/90°纤维取向)×1Ply
中间层的基材51b；基材b(0°/90°纤维取向)×2Ply
树脂扩散介质层的基材51c：基材g×1Ply
增强纤维基材51d：基材b(0°/90°纤维取向)×1Ply
此时各基材的含浸系数如下所述。
基材h的含浸系数K＝0.58×10-10m2
基材g的含浸系数K＝2.3×10-10m2
基材c的含浸系数K＝0.62×10-10m2
所以，此时的含浸系数比率为4.0。在距离成型品的边缘部15mm的内侧的各角部及各边中央部各取1处共计8处，利用测微计测定所得成型品的板厚，平均约为2.2mm。
接下来，与实施例1相同地对成型品进行表面处理后，一边在成型品表面照射荧光灯的光，一边目视计数表面上直径超过φ0.2mm的针孔数，结果无针孔。切开制品，测定各层的厚度，树脂扩散介质层的基材51c的厚度约为0.9mm。
[实施例4]
各增强纤维基材的结构如图7所示，除此之外，与实施例1相同地得到成型品。
表层形成用基材61a：基材a(0°/90°纤维取向)×1Ply
中间层的基材61b：基材a(0°/90°纤维取向)×1Ply
树脂扩散介质层的基材61c：基材f×1Ply
增强纤维基材61d：基材f×1Ply
芯材61e：芯材a
此时各基材的含浸系数如下所述。
基材a的含浸系数K＝0.6×10-10m2
基材f的含浸系数K＝3.1×10-10m2
所以，此时的含浸系数比率为5.2。测定与实施例1相同地得到的图8所示的成型品71的端部中央部72a的板厚，约为3.2mm。测定中央部72b的板厚，约为9.3mm。
接下来，与实施例1相同地对成型品进行表面处理后，一边在成型品表面照射荧光灯的光，一边目视计数表面上直径超过φ0.2mm的针孔数，结果无针孔。切开制品，测定各层的厚度，结果中央部72b处的增强纤维基材61b及61d分别约为1.0mm。
〔比较例1〕
各增强纤维基材的结构如下所示，除此之外与实施例1相同地得到成型品。
增强纤维基材51a：基材a(0°/90°纤维取向)×1Ply
增强纤维基材51b：基材d×1Ply
增强纤维基材51c：基材a(0°/90°纤维取向)×3Ply
此时各基材的含浸系数如下所述。
基材a的含浸系数K＝0.6×10-10m2
基材d的含浸系数K＝1.3×10-10m2
所以，此时的含浸系数比率约为2.2。与实施例1相同地测定得到的成型品的板厚，结果平均约为1.1mm。
接下来，与实施例1相同地对成型品进行表面处理后，一边在成型品表面照射荧光灯的光，一边目视计数表面上直径超过φ0.2mm的针孔数，确认增强纤维基材51a侧有21个针孔，增强纤维基材51c侧有33个针孔。切开制品，测定各层的厚度，树脂扩散介质层的基材51c平均约为0.03mm。
产业上的可利用性
本发明的纤维增强树脂的制造方法例如可以优选适用于以汽车机罩及摩托车罩为代表的外板零件、桌面、椅子等，但适用范围并不限定于此。

Claims (10)

1.一种纤维增强树脂的制造方法，是在模腔内至少配置增强纤维基材，向所述腔内注入树脂，使其固化的纤维增强树脂的制造方法，其特征在于，在所述增强纤维基材的至少一面配置表层形成用基材和位于所述表层形成用基材与所述增强纤维基材之间且与所述表层形成用基材的含浸系数比率为1.5～10的树脂扩散介质，所述表层形成用基材和树脂扩散介质间隔由至少1片覆盖系数为90％～100％的织物组成的中间层，
含浸系数是表示树脂含浸难易度的系数，用K表示，
K＝(L×L×μ)/(2×P×t)
其中，L表示从树脂注入口到流动前沿即流动树脂的前端的距离，单位为m；μ表示树脂粘度，单位为Pa·s；P表示压力，单位为Pa；t表示时间，单位为s，
含浸系数比率＝K1/K2，
其中，K1表示层合的结构内基材的含浸系数的最大值，即树脂扩散介质层的含浸系数；K2表示层合的结构内基材的含浸系数的最小值，覆盖系数表示每单位面积内纤维面积所占的比例。
2.如权利要求1所述的纤维增强树脂的制造方法，其中，树脂扩散介质的至少一个端部比至少一侧邻接层更向外侧延长。
3.如权利要求1或2所述的纤维增强树脂的制造方法，其中，所述树脂扩散介质的含浸系数为1×10-10m2以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的纤维增强树脂的制造方法，其中，所述树脂扩散介质的厚度为200～2000μm。
5.如权利要求1～4中任一项所述的纤维增强树脂的制造方法，其中，使用网状物作为所述树脂扩散介质。
6.如权利要求1～5中任一项所述的纤维增强树脂的制造方法，其中，在所述树脂扩散介质的至少一面配置芯材，在所述芯材的至少树脂注入侧的端部设置厚度50～2000μm的树脂流动基材。
7.如权利要求6所述的纤维增强树脂的制造方法，其中，所述树脂流动基材的含浸系数为1×10-10m2以上。
8.如权利要求6或7所述的纤维增强树脂的制造方法，其中，在所述芯材的至少一面上进行沟加工。
9.一种碳纤维增强塑料部件，是使用由权利要求1～8中任一项所述的制造方法得到的纤维增强树脂而形成的。
10.如权利要求9所述的碳纤维增强塑料部件，其中，所述部件被用作汽车用部件。
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