CN107250223A - 树脂供给材料、预成型体和纤维增强树脂的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所涉及的树脂供给材料是纤维增强树脂的压缩模塑成型或真空模塑成型中使用的树脂供给材料,含有增强纤维基材和热固性树脂,以下所示的温度T下所述增强纤维基材的拉伸断裂应变为1%以上,并且/或者以下所示的温度T下所述增强纤维基材的抗拉强度为0.5MPa以上,温度T:将热固性树脂从40℃以1.5℃/min的升温速度加热时,热固性树脂的粘度变为最低时的温度。
Description
技术领域
本发明涉及树脂供给材料、预成型体和纤维增强树脂的制造方法。
背景技术
纤维增强树脂由于具有优异的比强度、比刚性,而被广泛用在飞机、汽车、运动等用途中。特别是在汽车、运动等的产业用途中,对纤维增强树脂的高速成型工艺的需求强烈。
纤维增强树脂的高速成型法中有RTM(树脂传递模塑成型)法(专利文献1)、RFI(树脂膜熔渗)法(专利文献2)。RTM法,首先将干基材(不含树脂的增强纤维基材)成型为规定形状,制造出预成型体,将其配置在模具内,将低粘度的液状热固性树脂注入模具内,通过加热固化将FRP(纤维增强塑料)材料成型。由于使用干基材,所以能够成型出三维的复杂形状。但是,RTM法,由于需要树脂的注入工序,所以需要注入工序中使用的软管、硬管等的成型辅助材料。而且,除了成为成型品的树脂以外,在注入流路等中残留的浪费的树脂很多,这成为成本提高的重要原因。此外,在是热固性树脂的情况,树脂不能够被再利用,每一批次的清扫也需要劳力,这成为成本提高的重要原因。还具有以下缺点:在成型的材料上留有注入口、吸引口的痕迹。进而,通过在室温处理液状的树脂,存在从容器、配管漏出的树脂使现场污染严重的问题。
RFI法中,将由增强纤维基材和未固化的热固性树脂形成的树脂膜配置在模具内,通过加热将该树脂膜熔融,使其含浸在增强纤维基材中,然后固化。由于不象RTM法那样使用室温下为液状的热固性树脂,所以现场的污染轻,也省去了调和树脂等的麻烦。但是,由于在RFI法中使用的热固性树脂是膜状,刚性小,所以存在操作性差,配置在模具等时耗费劳力的问题。
此外,专利文献3、4中提出了,将室温为液状的热固性树脂吸入到软质的担载体中,利用所得的含浸体(专利文献3中记载的是树脂担载体、专利文献4中记载的是预成型体)的纤维增强树脂的成型法,专利文献5中提出了利用SMC(片成型复合)的纤维增强树脂的成型法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-71856号公报
专利文献2:日本特开2003-11231号公报
专利文献3:日本特开2002-234078号公报
专利文献4:日本特开2006-305867号公报
专利文献5:日本特开2008-246981号公报
发明内容
发明要解决的课题
在将专利文献3、4的含浸体与干基材层叠后,在模具内加热加压,使含浸体内的热固性树脂含浸到增强纤维基材中,由此能够制造结构材料,由于树脂含浸在载体中,所以可以说含浸体的操作性优异。但是,由于所使用的载体的力学特性低、适用粘度范围狭,所以在制成纤维增强树脂后,存在得不到所希望的物性的问题。
此外,使用专利文献5的成型法的目的是,在预浸料层之间,夹着未含浸树脂的基材,由此来抑制在成型品的表面产生凹坑,得到具有平滑化的良好外观品质的成型品。但是,由于构成预浸料的纤维基材的断裂应变小,此外,构成预浸料的纤维基材的抗拉强度低,所以在制作复杂形状的成型品时,在加压中纤维基材不能追随而发生破断,存在在成型品表层产生坑洼的问题。此外,由于预浸料的成型收缩率在面内不是各向同性,所以需要考虑层叠方向,这增加了作业负担。进而,存在成型品产生翘曲、和在复杂形状的成型品中产生褶皱,得不到良好外观的成型品的问题。
本发明鉴于上述现状而完成,其目的在于提供赋形性、力学特性优异的树脂供给材料、和使用该树脂供给材料的纤维增强树脂的制造方法。
此外,本发明的另外目的是提供成型性、力学特性优异的树脂供给材料、和使用该树脂供给材料的、翘曲和褶皱少的纤维增强树脂的制造方法。
解决课题的手段
本发明的第1方案所涉及的树脂供给材料是纤维增强树脂的压缩模塑成型或真空模塑成型中使用的树脂供给材料,含有增强纤维基材和热固性树脂,以下所示的温度T下所述增强纤维基材的拉伸断裂应变为1%以上,并且/或者以下所示的温度T下所述增强纤维基材的抗拉强度为0.5MPa以上,
温度T:将热固性树脂从40℃以1.5℃/min的升温速度加热时,热固性树脂的粘度变为最低时的温度。
本发明的第2方案所涉及的树脂供给材料,是纤维增强树脂的压缩模塑成型或者真空模塑成型中使用的树脂供给材料,含有增强纤维基材和热固性树脂,下述式(I)所示的成型收缩率之比P在1~1.5的范围内,
P=PMAX/PMIN (I)
PMAX:树脂供给材料的最大成型收缩率,
PMIN:树脂供给材料的最小成型收缩率。
本发明的第3方案所涉及的树脂供给材料,是纤维增强树脂的压缩模塑成型或者真空模塑成型中使用的树脂供给材料,含有增强纤维基材和热固性树脂,满足以下的任一条件,
条件1:25℃下的增强纤维基材的弯曲硬度为50mN·cm以下,
条件2:下述式(III)所示的、增强纤维基材的弯曲长度之比F在1~1.5的范围内,
F=FMAX/FMIN (III)
FMAX:增强纤维基材的最大弯曲长度,
FMIN:增强纤维基材的最小弯曲长度,
条件3:下述式(IV)所示的、由树脂供给材料固化而得的固化物的弯曲弹性模量之比E在1~1.5的范围内,
E=EMAX/EMIN (IV)
EMAX:树脂供给材料的固化物的最大弯曲弹性模量,
EMIN:树脂供给材料的固化物的最小弯曲弹性模量。
本发明的第1方案所涉及的预成型体,含有本发明所涉及的树脂供给材料和基材。
本发明的第2方案所涉及的预成型体,含有本发明所涉及的树脂供给材料、和选自片状基材、布帛状基材、和多孔质基材中的至少1种基材。
本发明所涉及的纤维增强树脂的制造方法,包含以下工序:通过将本发明所涉及的预成型体加热、加压,从而从所述树脂供给材料向所述基材供给热固性树脂,并成型的工序。
发明效果
通过本发明,能够提供赋形性、力学特性优异的树脂供给材料、和使用该树脂供给材料的纤维增强树脂的制造方法。
根据本发明,能够提供成型性、力学特性优异的树脂供给材料、和使用该树脂供给材料的、翘曲和褶皱少的纤维增强树脂的制造方法。
附图说明
图1是显示预成型体的结构的模式图。
具体实施方式
〔第1方案〕
本发明是含有增强纤维基材和热固性树脂的树脂供给材料。如图1所示,该树脂供给材料1可以通过将该树脂供给材料1和基材2层叠在一起而制作预成型体3,可以将该预成型体3在例如封闭空间内加热加压,由树脂供给材料1向基材2供给热固性树脂,而成型出纤维增强树脂。
这里,预成型体是指将树脂供给材料1和基材2层叠、一体化了的层叠体,可以例示出将规定片数的树脂供给材料1层叠、一体化了的层叠体的最外层用基材2夹持的三明治夹心层叠体、将树脂供给材料1和基材2交替地层叠在一起的交替层叠体、以及它们的组合。通过先形成预成型体,能够在纤维增强树脂的制造工序中迅速并且更均匀地使热固性树脂含浸在基材2中,所以优选。
使用本发明的树脂供给材料1的纤维增强树脂的制造方法,需要在尽量防止空隙混入的情况下由树脂供给材料1向基材2供给热固性树脂,所以优选压缩模塑成型或真空模塑成型。成型模具可以是由刚体构成的封闭模具等的两面模具,也可以是一面模具。在是后者的情况,可以将预成型体3设置在挠性的膜和刚体开放模具之间(这种情况下,在挠性的膜和刚体开放模具之间成为比外部减压的状态,所以预成型体3是被加压了的状态)。
本发明的树脂供给材料1含有增强纤维基材和热固性树脂,优选是片状。在该情况、从树脂供给性、力学特性的观点,片厚度优选为0.5mm以上,更优选为1mm以上,进而优选为1.5mm以上。此外,从操作性、成型性的观点,片厚度优选为100mm以下,更优选为60mm以下,进而优选为30mm以下。
本发明的树脂供给材料1的、下述式所示的(成型前的)纤维重量含有率Wfi优选为0.5%以上,更优选为1.0%以上,进而优选为1.5%以上。纤维重量含有率Wfi小于0.5%时,热固性树脂相对于增强纤维基材的量过多,有时不能将树脂担载在增强纤维上,或者在成型时大量的树脂流到外部。此外,本发明的树脂供给材料1的、下述式所示的(成型前的)纤维重量含有率Wfi可以为30%以下,优选为22%以下,更优选为15%以下。纤维重量含有率Wfi大于30%时,树脂在基材2中的含浸不良,有可能成为空隙多的纤维增强树脂。再者,纤维重量含有率Wfi依照JIS K7075(碳纤维增强塑料的纤维含有率和洞隙率试验方法、1991年)求出。
树脂供给材料1的纤维重量含有率Wfi,还可以通过对含有该树脂供给材料1的预成型体进行研磨或者剪切等,仅将树脂供给材料1取出,依照JIS K7075(碳纤维增强塑料的纤维含有率和洞隙率试验方法、1991年)求出。在未固化状态下测定困难的情况,也可以使用在无加压下固化了的。
Wfi=Wf1/(Wf1+Wr1)×100(%)
Wf1:树脂供给材料内的纤维重量(g)
Wr1:树脂供给材料内的树脂重量(g)
本发明的树脂供给材料1的、下述式所示的(成型前的)纤维体积含有率Vfi优选为0.3%以上,更优选为0.6%以上,进而优选为1.0%以上。纤维体积含有率Vfi小于0.3%时,热固性树脂相对于增强纤维基材的量过多,有时树脂不能担载在增强纤维上,或者在成型时大量的树脂流到外部。此外,本发明的树脂供给材料1的、下述式所示的(成型前的)纤维体积含有率Vfi为20%以下较好,优选为15%以下,更优选为10%以下。纤维体积含有率Vfi大于20%时,有可能树脂在基材2中的含浸不良,成为空隙多的纤维增强树脂。再者,纤维体积含有率Vfi依照JIS K7075(碳纤维增强塑料的纤维含有率和洞隙率试验方法、1991年)求出。此外,也可以不用该纤维体积含有率Vfi的特定方法,取而代之的是,使用厚度T1(单位:mm、实测值)和增强纤维基材的单位面积重量Faw(单位:g/m2、目录值或者实测值)、增强纤维基材的密度ρ(单位:g/cm3、目录值或者实测值)代入下述式求出纤维体积含有率Vfi。厚度T1可以通过使用显微镜,根据树脂供给材料1的纵50mm、横50mm的范围内的任意10点的厚度平均值求得。再者,厚度方向是与预成型体使用的基材2接触的面正交的方向。
树脂供给材料1的纤维体积含有率Vfi,还可以通过将含有该树脂供给材料1的预成型体进行研磨或者剪切等,仅将树脂供给材料1取出,根据JIS K7075(碳纤维增强塑料的纤维含有率和洞隙率试验方法、1991年)求出。在未固化状态下测定困难的情况下,也可以使用在无加压下固化了的。
Vfi=Vf1/Vp1×100(%)
Vf1:树脂供给材料内纤维体积(mm3)
Vp1:树脂供给材料的体积(mm3)
Vfi=Faw/ρ/T1/10(%)
Faw:增强纤维基材的单位面积重量(g/m2)
ρ:增强纤维基材的密度(g/cm3)
T1:树脂供给材料的厚度(mm)
接下来,对增强纤维基材予以说明。树脂供给材料1中使用的增强纤维基材,虽然可以是单向基材、织物基材等中使用的连续纤维,但从树脂供给性的观点优选不连续纤维。优选是以束状或单纤维形状分散,且是在纤维间具有含浸树脂的空隙的网。对网的形态、形状没有限制,可以是例如,碳纤维与有机纤维、有机化合物、无机化合物混合,或将碳纤维彼此用其它成分固定,或者碳纤维与树脂成分接合。从容易制造出纤维分散的网的观点,作为优选形状,可以例示出由干式法、湿式法所得的无纺布形态,且碳纤维被充分开纤、并且单纤维彼此被有机化合物粘合剂粘接的基材。
本发明的树脂供给材料1,构成它的增强纤维基材的、温度T下的拉伸断裂应变为1%以上较好,优选为5%以上,更优选为10%以上。这里,温度T是指,将构成树脂供给材料1的热固性树脂从40℃以1.5℃/分钟的升温速度加热时,热固性树脂的粘度变为极小时的温度。在热固性树脂的粘度变为极小时的温度有多个的情况,将其中最低的温度作为温度T。热固性树脂的粘度的测定方法如后文所述。在拉伸断裂应变小于1%的情况,在使用树脂供给材料1成型纤维增强树脂时,增强纤维基材容易破断,由于破断部位与除此以外的部位中的纤维增强树脂的厚度方向的固化收缩率不同,所以在破断部位的成型品表层产生坑洼,有时得不到良好外观。再者,拉伸断裂应变是依据JIS K6400-5(2012年)求出的。
此外,本发明的树脂供给材料1,构成它的增强纤维基材的、所述温度T下的抗拉强度为0.5MPa以上较好,优选为1MPa以上,更优选为2MPa以上。抗拉强度小于0.5MPa时,在使用树脂供给材料1成型纤维增强树脂时,增强纤维基材容易破断,由于破断部位与除此以外的部位中的纤维增强树脂的厚度方向的固化收缩率不同,所以破断部位的成型品表层发生坑洼,有时得不到良好外观。再者,抗拉强度依照JIS K6400-5(2012年)求出。再者,本发明,除了满足该增强纤维基材的抗拉强度的要件,还满足上述的拉伸断裂应变的要件,这从抑制在破断部位的成型品表层发生坑洼,获得良好外观的成型品的观点优选。
构成增强纤维基材的增强纤维,是特定的纤维长度,并且能够形成结实的网络,强度高,并且具有后述的反弹特性。使用由高强度、并且具有反弹特性的增强纤维基材形成的本发明的树脂供给材料1,赋形性优异,并且容易得到高强度的纤维增强树脂(即、容易提高纤维体积含有率)。这里,反弹力是依照JIS K6400-2(硬度和压缩挠曲A-1法、2012年),以空隙率90%下的压缩应力(反弹力)定义的。该增强纤维基材,空隙率90%下的压缩应力优选为5kPa以上,更优选为50kPa以上,进而优选为100kPa以上。
作为构成增强纤维基材的增强纤维的种类,优选碳纤维,也可以是玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、金属纤维等。作为碳纤维,没有特殊限定,例如,聚丙烯腈(PAN)系、沥青系、人造丝系等的碳纤维,从力学特性的提高、纤维增强树脂的轻量化效果的观点可以优选使用,它们可以使用1种或2种以上并用。其中,从所得的纤维增强树脂的强度和弹性模量之间的平衡的观点,更优选PAN系碳纤维。增强纤维的单纤维直径优选为0.5μm以上,更优选为2μm以上,进而优选为4μm以上。此外,增强纤维的单纤维直径优选为20μm以下,更优选为15μm以下,进而优选为10μm以下。增强纤维的单股强度优选为3.0GPa以上,更优选为4.0GPa以上,进而优选为4.5GPa以上。增强纤维的单股弹性模量优选为200GPa以上,更优选为220GPa以上,进而优选为240GPa以上。在增强纤维的单股强度或者弹性模量分别小于3.0GPa或者小于200GPa的情况,在制成纤维增强树脂时,有时得不到所希望的特性。
构成增强纤维基材的增强纤维的平均纤维长度优选为0.1mm以上,更优选为1mm以上,进而优选为2mm以上。此外,构成增强纤维基材的增强纤维的平均纤维长度优选为100mm以下,更优选为50mm以下,进而优选为10mm以下。作为平均纤维长度的测定方法,有例如,从增强纤维基材直接将增强纤维摘出的方法、使用仅能够溶解预浸料树脂的溶剂进行溶解,过滤分离出剩下的增强纤维,用显微镜观察测定的方法(溶解法)。在没有能够将树脂溶解的溶剂的情况,在增强纤维不氧化减量的温度范围仅将树脂烧飞,分离出增强纤维,通过显微镜观察进行测定的方法(烧飞法)等。测定,可以通过任意选择100根增强纤维,将其长度用光学显微镜测定到1μm的单位,测定纤维长度和其比例。再者,在将从增强纤维基材直接摘出增强纤维的方法与从预浸料用烧飞法和溶解法摘出增强纤维的方法进行比较时,通过选择合适条件,所得的结果不会有特别的差异。
这里,具有上述的反弹特性是指,满足以下条件。即、在将增强纤维基材的初始厚度设为t0、将增强纤维基材在0.1MPa加压的状态下的厚度设为t1、将在增强纤维基材上先施加载荷、再除去载荷后的厚度设为t2时,满足条件:t1<t2≤t0。这里,厚度变化率R(=t0/t1)优选为1.1以上,更优选为1.3以上,进而优选为1.5以上。在小于1.1的情况,树脂供给性和形状追随性降低,有时得不到所希望形状的成型体。此外,厚度变化率R优选为10以下,更优选为7以下,进而优选为4以下。在t0/t1大于10时,在含浸树脂时树脂供给材料的操作性有时降低。对初始厚度和除去载荷后的厚度的测定方法没有特殊限定,可以通过例如,游标卡尺测微计、三维测定机、激光变位计、或显微镜观察来测定。这里,显微镜观察,既可以是对增强纤维基材直接观察,也可以将增强纤维基材包埋在热固性树脂中,将截面研磨后再观察。对施加载荷时的厚度的测定方法没有特殊限定,可以通过例如,使用弯曲试验机或压缩试验机对增强纤维基材施加载荷,读取变位来测定。
增强纤维基材的X-Y面(指的是基材面内,本发明中将与基材面内具有的轴(X轴)正交的轴设为Y轴、将基材厚度方向(即、与基材面垂直的方向)设为Z轴)的纤维取向优选为各向同性。用后述的测定法测定的、X-Y面的纤维二维取向角的平均值优选为5度以上,更优选为20度以上,进而优选为30度以上。越是接近理想的角度45度越优选。如果小于5度,则纤维增强树脂的力学特性根据方向不同而大有不同,有时需要考虑树脂供给材料的层叠方向。
为了提高树脂的担载性,用后述的测定法测定的、增强纤维基材的与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值优选为5度以上,更优选为10度以上,进而优选为20度以上。此外,增强纤维基材的与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值优选为85度以下,更优选为80度以下,进而优选为75度以下。如果小于5度或大于85度,则纤维之间变密,有可能树脂担载性差。
本发明优选使用的增强纤维基材的单位面积的质量优选为1g/m2以上,更优选为10g/m2以上,进而优选为30g/m2以上。单位面积的质量小于1g/m2时,树脂的担载性降低,有可能不能聚集成型所需要的树脂量。进而、在制造该增强纤维基材、树脂供给材料1的过程中,有时操作性差、作业性降低。
本发明优选使用的增强纤维基材内的纤维彼此之间,优选用粘合剂粘合。通过这样,增强纤维基材的操作性、生产性、作业性提高,并且、能够保持增强纤维基材的网状结构。作为粘合剂,没有特殊限制,优选使用聚乙烯醇、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙酸乙烯基酯、聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、聚苯硫醚树脂、改性聚苯醚树脂、聚缩醛树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、氟树脂、热塑性丙烯酸系树脂、热塑性聚酯树脂、热塑性聚酰胺酰亚胺树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物等的热塑性树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、热固型丙烯酸系树脂、酚醛树脂、环氧树脂、热固型聚酯等热固性树脂。从所得的纤维增强树脂的力学特性的观点,优选使用具有选自环氧基、羟基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、酰胺基、羧基、碳酸基、酸酐基、氨基、亚胺基中的至少1种官能基的树脂。这些粘合剂,可以单独使用或二种以上组合使用。粘合剂的附着量优选为0.01%以上,更优选为0.1%以上,进而优选为1%以上。此外,粘合剂的附着量优选为20%以下,更优选为15%以下,进而优选为10%以下。粘合剂的附着量大于20%时,有时在干燥工序中耗费时间,树脂含浸性变低。另一方面,粘合剂的附着量小于0.01%时,难以保持增强纤维基材的形态,有时操作性变差。再者,粘合剂的附着量的测定方法如后文所述。
对本发明的树脂供给材料1中使用的热固性树脂予以说明。本发明中使用的热固性树脂的含浸时的粘度优选为1000Pa·s以下,更优选为100Pa·s以下,进而优选为10Pa·s以下。在大于1000Pa·s时,热固性树脂不能够在后述的基材2中充分含浸,有可能会在所得的纤维增强树脂中产生空隙。
作为本发明中使用的热固性树脂的种类,优选使用环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。除了能够单独使用环氧树脂以外,还可以使用环氧树脂和热固性树脂的共聚物、改性物和2种以上的混合树脂等。
本发明的预成型体中使用的基材2是由增强纤维形成的纤维基材,优选是选自由增强纤维形成的织物基材、单向基材、和毡基材中的至少1种。具体地说,优选单独的由连续纤维形成的织物基布,或是层叠了该织物基布的基材,或将该织物基布用缝合丝缝合一体化的、或者立体织物、针织物等的纤维结构物、或者是将不连续纤维制成无纺布形态的基材。再者,连续纤维是指,不存在将增强纤维切断成短纤维的状态,将增强纤维束以连续的状态拉齐的增强纤维。关于本发明中基材2中使用的增强纤维的形态、排列,可以适当地选自沿着一方向拉齐的长纤维、织物、绳和粗纱等的连续纤维形态。基材2中使用的一个纤维束中的单丝数优选为500以上,更优选为1500以上,进而优选为2500以上。此外1个纤维束中的单丝数优选为150000以下,更优选为100000以下,进而优选为70000以下。
出于获得高力学特性的纤维增强树脂的目的,优选使用由连续增强纤维构成的织物基材、单向基材作为基材2,但是出于加快热固性树脂的含浸速度、提高纤维增强树脂的生产性的目的,优选使用由不连续纤维构成的毡基材作为基材2。
此外,本发明中使用的基材2,可以是仅为1片的基材,也可以是多个基材层叠而成的,也可以是根据预成型体、纤维增强树脂所要求的特性而局部有层叠的、或层叠了不同基材的。作为使用本发明的树脂供给材料1的纤维增强树脂的制造方法,可以列举出例如以下的方法。即、首先制作含有树脂供给材料1和选自片状基材、布帛状基材、和多孔质基材中的至少1种的基材2的预成型体3,设置在模具上。在高温的模具上使树脂供给材料1软化,然后通过加压向基材2供给热固性树脂。加压方法优选压缩模塑成型、真空模塑成型。热固性树脂,在树脂供给时和固化时的温度可以相同也可以不同。成型模具可以是由刚体构成的封闭模具等的两面模具,也可以是一面模具。在后者的情况,还可以将预成型体3设置在挠性的膜和刚体开放模具之间(这种情况下,如前面所讲,在挠性的膜和刚体开放模具之间成为比外部减压的状态,所以预成型体3成为被加压的状态)。热固性树脂,通过成型时的加热,此外,根据根据需要在成型后进而加热到热固性树脂固化的温度,由此使热固性树脂固化,获得纤维增强树脂。
<热固性树脂的粘度的测定方法>
热固性树脂的粘度是使用动态粘弹性装置ARES-2KFRTN1-FCO-STD(ティー·エイ·インスツルメント(株)制),作为上下部测定定位工具,使用作为直径40mm的平板的平行板,使上部和下部的定位工具之间成为1mm那样设置热固性树脂,然后以扭转模式(测定频率:0.5Hz),在测定开始温度40℃、升温速度1.5℃/分钟的条件下进行测定,将树脂粘度变为极小时的温度记作T(℃)。
<X-Y面的纤维二维取向角的平均值导出法>
X-Y面的纤维二维取向角的平均值,通过以下的步骤I、II测定。再者,如前面所讲,X轴、Y轴、Z轴彼此正交,X-Y面在基材面内,Z轴是基材厚度方向。
I.针对从X-Y面任意选出的增强纤维单纤维,测定与交差的所有的增强纤维单纤维之间形成的二维取向角的平均值。在与增强纤维单纤维交差的增强纤维单纤维多的情况,使用从交差的增强纤维单纤维中任意地选出20根进行测定,将得到的平均值作为替代。
II.关注另外的增强纤维单纤维,反复进行合计5次上述I的测定,计算它们的平均值作为纤维二维取向角的平均值。
对于从树脂供给材料1测定纤维二维取向角的平均值的方法没有特殊限定,可以例示出例如,从树脂供给材料1的表面观察增强纤维单纤维的取向的方法。这种情况下,通过研磨树脂供给材料1的表面使纤维露出,能够更容易地观察增强纤维,所以优选。此外可以例示出,对着树脂供给材料1使用透射光来观察增强纤维的取向的方法。这种情况下,通过将树脂供给材料1切地薄薄的,能够更容易观察增强纤维,所以优选。进而,还可以例示出,将树脂供给材料1进行X射线CT透射观察,拍摄增强纤维的取向图像的方法。在X射线透射性高的增强纤维的情况,如果预先在增强纤维中混合示踪用的纤维,或者预先在增强纤维上涂布示踪用的药剂,则能够更容易观察增强纤维单纤维,所以优选。
此外,在使用上述方法测定困难的情况,可以例示出以不破坏增强纤维的结构的方式除去树脂,然后观察增强纤维的取向的方法。例如,将树脂供给材料1夹在2片的不锈钢制网之间,用螺丝等固定使树脂供给材料1不能动,然后将树脂成分烧飞,使用光学显微镜或电子显微镜观察所得的增强纤维基材,进行测定。
<与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值导出法>
与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值,通过以下的步骤I、II测定。
I.测定从与X-Y面正交的面上任意选出的增强纤维单纤维的纤维二维取向角。纤维二维取向角,在与Z轴平行的情况记作0度,在与Z轴成直角的情况记作90度。因此,纤维二维取向角的范围在0~90度。
II.将上述I的测定对总计50根增强纤维单纤维实施,计算它们的平均值作为与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值。
从树脂供给材料1测定纤维倾斜角的平均值的方法,没有特殊限定,可以例示出例如,从树脂供给材料1的Y-Z面(Z-X面)观察增强纤维单纤维的取向的方法。这种情况下,通过将树脂供给材料1的截面研磨使纤维露出,能够更容易地观察增强纤维,所以优选。此外,可以例示出对树脂供给材料1利用透射光观察增强纤维的取向的方法。这种情况下,通过将树脂供给材料1切得薄薄的,能够更容易地观察增强纤维,所以优选。进而,还可以例示出对树脂供给材料1进行X射线CT透射观察,拍摄增强纤维的取向图像的方法。在X射线透射性高的增强纤维的情况,预先在增强纤维中混合示踪用的纤维,或者在增强纤维上涂布示踪用的药剂,能够更容易地观察增强纤维单纤维,所以优选。
<粘合剂的附着量的测定方法>
在秤量碳纤维(W1)后,将碳纤维在50升/分钟的氮气流中、温度设定450℃的电炉中放置15分钟,使粘合剂完全热分解。然后转移到20升/分钟的干燥氮气流中的容器,对冷却15分钟后的碳纤维进行秤量(W2),代入下式求出粘合剂附着量。
粘合剂附着量(%)=(W1-W2)/W1×100
〔实施例〕
参考例1(构成增强纤维基材的增强纤维(碳纤维))
对以PAN作为主成分的共聚物进行纺丝、烧成处理、表面氧化处理,获得总单纤维数为12000根的连续碳纤维。该连续碳纤维的特性如下。
单纤维直径:7μm
单位长度的质量:0.8g/m
比重:1.8
抗拉强度:4600MPa
拉伸弹性模量:220GPa
参考例2(热固性树脂(环氧树脂(1))
使用“jER(注册商标)”1007(三菱化学(株)制)40质量份、“jER(注册商标)”630(三菱化学(株)制)20质量份、“エピクロン(注册商标)”830(DIC(株)制)40质量份、作为固化剂的DICY7(三菱化学(株)制)以相对于所有环氧树脂成分的环氧基、活性氢基为0.9当量的量、作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)2质量份,调制环氧树脂(1)。环氧树脂(1)的粘度变为极小时的温度T为110℃。
参考例3(环氧树脂膜)
将参考例2调制的环氧树脂(1)使用逆转辊涂布机涂布在脱模纸上,制作单位面积的质量为37g/m2、74g/m2、100g/m2非树脂膜。
参考例4(增强纤维基材(1))
将参考例1得到的碳纤维用美工刀切成规定的长度,得到短切碳纤维。制作由水和表面活性剂(聚氧乙烯月桂基醚(商品名)、ナカライテクス(株)制)形成的浓度0.1质量%的分散液,使用该分散液和上述短切碳纤维,用抄纸基材的制造装置制造抄纸基材。制造装置具有作为分散槽的在容器下部具有开口活塞的直径1000mm的圆筒形状的容器、和将分散槽和抄纸槽连接起来的直线状的输送部(倾斜角30度)。在分散槽的上面的开口部带着搅拌机,能够从开口部投入短切碳纤维和分散液(分散介质)。抄纸槽是在底部具有网孔传送带的槽,该网孔传送带具有宽500mm的抄纸面,能够搬运碳纤维基材(抄纸基材)的传送带与网孔传送带连接。抄纸,通过调节分散液中的碳纤维浓度来调整单位面积的质量。在抄纸的碳纤维基材上附着有作为粘合剂的聚酰胺分散液(HydrosizePA845、MICHELMAN,Inc.)7质量%左右,在240℃的干燥炉中热处理20分钟左右,获得需要的增强纤维基材(1)。平均纤维长度是6.0mm,X-Y面的纤维二维取向角的平均值是45.1°,与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值是82.1°。依照JIS K6400-5(软质发泡材料―物理特性的求出方法、2012年),实施70℃下的增强纤维基材(1)的拉伸试验,结果抗拉强度是3.0MPa、断裂应变是1.2%。
参考例5(增强纤维基材(2))
将参考例1得到的碳纤维用美工刀切成50mm的长度,使它们以单纤维状态均匀下落、散布。在得到的增强纤维基材(2)上附着作为粘合剂的聚酰胺分散液(Hydrosize(注册商标)PA845、MICHELMAN,Inc.)7质量%左右,在240℃的干燥炉中热处理20分钟左右,得到所需要的增强纤维基材(2)。X-Y面的纤维二维取向角的平均值是54.1°,与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值是85.3°。
依照JIS K6400-5(软质发泡材料―物理特性的求出方法、2012年),实施70℃下的、增强纤维基材(2)的拉伸试验,结果抗拉强度是5.4MPa、断裂应变是5.2%。
参考例6(增强纤维基材(3))
将参考例1得到的碳纤维使用美工刀切成200mm的长度,以弯曲的方式使单纤维状态均匀下落、散布。在得到的增强纤维基材(3)上附着作为粘合剂的聚酰胺分散液(Hydrosize(注册商标)PA845、MICHELMAN,Inc.)7质量%左右,在240℃的干燥炉中热处理20分钟左右,得到所需要的增强纤维基材(3)。
依照JIS K6400-5(软质发泡材料―物理特性的求出方法、2012年),实施70℃下的、增强纤维基材(3)的拉伸试验,结果抗拉强度是6.1MPa、断裂应变是12%。
参考例7(增强纤维基材(4))
将参考例1得到的碳纤维用美工刀切成6.0mm的长度,得到短切碳纤维。制作由水和表面活性剂(聚氧乙烯月桂基醚(商品名)、ナカライテクス(株)制)形成的浓度0.1质量%的分散液,使用该分散液和上述短切碳纤维,用抄纸基材的制造装置制造抄纸基材。制造装置具有作为分散槽的在容器下部具有开口活塞的直径1000mm的圆筒形状的容器、和将分散槽和抄纸槽连接起来的直线状的输送部(倾斜角30度)。在分散槽的上面的开口部带着搅拌机,能够从开口部投入短切碳纤维和分散液(分散介质)。抄纸槽是在底部具有网孔传送带的槽,该网孔传送带具有宽500mm的抄纸面,能够搬运碳纤维基材(抄纸基材)的传送带与网孔传送带连接。抄纸时,通过调节分散液中的碳纤维浓度来调整单位面积的质量。依照JIS K6400-5(软质发泡材料―物理特性的求出方法、2012年)实施70℃下的增强纤维基材(4)的拉伸试验,结果抗拉强度是0.2MPa、断裂应变是0.5%。
参考例8(增强纤维基材(5))
将参考例1得到的碳纤维使用美工刀切成25mm的长度,以束状均匀下落、散布。在得到的增强纤维基材(5)上附着作为粘合剂的聚乙烯醇水溶液(クラレポバール、(株)クラレ制)5质量%左右,在140℃的干燥炉中干燥1小时,得到所需要的增强纤维基材(5)。
依照JIS K6400-5(软质发泡材料―物理特性的求出方法、2012年),实施70℃下的、增强纤维基材(5)的拉伸试验,结果抗拉强度是0.4MPa、断裂应变是0.7%。
参考例9(树脂供给材料(1))
在参考例4得到的增强纤维基材(1)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(1)。含浸工序如下。
(1)在参考例4得到的增强纤维基材(单位面积重量:100g/m2、尺寸:20×20cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:20×20cm2)1500g/m2左右。
(2)以0.1MPa、70℃的条件加热1.5小时左右。
树脂供给材料(1)的厚度是14mm。
参考例10(树脂供给材料(2))
在参考例5得到的增强纤维基材(2)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(2)。含浸工序如下。
(1)在参考例5得到的增强纤维基材(单位面积重量:100g/m2、尺寸:20×20cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:20×20cm2)1500g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃加热1.5小时左右。
树脂供给材料(2)的厚度是13.5mm。
参考例11(树脂供给材料(3))
在参考例6得到的增强纤维基材(3)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(3)。含浸工序如下。
(1)在参考例6得到的增强纤维基材(单位面积重量:100g/m2、尺寸:20×20cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:20×20cm2)1500g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃下加热1.5小时左右。
树脂供给材料(3)的厚度是14.3mm。
参考例12(树脂供给材料(4))
在参考例7得到的增强纤维基材(4)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(4)。含浸工序如下。
(1)在参考例7得到的增强纤维基材(单位面积重量:100g/m2、尺寸:20×20cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:20×20cm2)1500g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃下加热1.5小时左右。
树脂供给材料(4)的厚度是14.1mm。
参考例13(树脂供给材料(5))
在参考例8得到的增强纤维基材(5)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(5)。含浸工序如下。
(1)在参考例8得到的增强纤维基材(单位面积重量:100g/m2、尺寸:20×20cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:20×20cm2)1000g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃下加热1.5小时左右。
树脂供给材料(5)的厚度是10.0mm。
在以下的实施例、比较例中,成型品的坑洼的判断基准如下。使用凹坑厚度均匀的模具制作成型品,对于从成型品的重心穿过的直线上的厚度,从边缘到边缘以等间隔测定10处位置,求出它们的算术平均值(Tave)。进而,求出该10处位置的最小厚度(Tmin)。代入下式,求出纤维增强树脂的厚度的变化率。
厚度的变化率(%)=(Tave-Tmin)/Tave×100
纤维增强树脂的坑洼的评价,将厚度的变化率为5%以内的情况评价为无坑洼(○),将厚度的变化率大于5%的情况评价为有坑洼(×)。
(实施例1)
使用参考例9中得到的树脂供给材料(1)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径20cm的曲面形状的成型品。成型工序如下。
(1)在树脂供给材料(1)(尺寸:20×20cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层,准备层叠体。
(2)在具有曲率半径20cm的曲面形状的模具内配置所述层叠体,在零压、70℃下预热10分左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
在得到的成型品的表层没有看到褶皱,树脂供给材料的截面厚度均匀。
(实施例2)
使用参考例10得到的树脂供给材料(2)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径20cm的曲面形状的成型品。成型工序如下。
(1)在树脂供给材料(2)(尺寸:20×20cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层,准备层叠体。
(2)在具有曲率半径20cm的曲面形状的模具内配置所述层叠体,在零压、70℃下预热10分左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟以固化。
在得到的成型品的表层上看不到褶皱,树脂供给材料的截面厚度均匀。
(实施例3)
使用参考例11得到的树脂供给材料(3)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径20cm的曲面形状的成型品。成型工序如下。
(1)在树脂供给材料(3)(尺寸:20×20cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层,准备层叠体。
(2)在具有曲率半径20cm的曲面形状的模具内配置所述层叠体,在零压、70℃下预热10分左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟以固化。
在得到的成型品的表层上看不到褶皱,树脂供给材料的截面厚度均匀。
(比较例1)
使用参考例12得到的树脂供给材料(4)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径20cm的曲面形状的成型品。成型工序如下。
(1)在树脂供给材料(4)(尺寸:20×20cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层,准备层叠体。
(2)在具有曲率半径20cm的曲面形状的模具内配置所述层叠体,在零压、70℃下预热10分左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟以固化。
在得到的成型品的表层看不到褶皱。
(比较例2)
使用参考例13得到的树脂供给材料(5)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径20cm的曲面形状的成型品。成型工序如下。
(1)在树脂供给材料(5)(尺寸:20×20cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层,准备层叠体。
(2)在具有曲率半径20cm的曲面形状的模具内配置所述层叠体,在零压、70℃下预热10分左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟以固化。
在得到的成型品的表层看不到有褶皱。
〔第2实施方式〕
本发明是由增强纤维基材和热固性树脂形成的树脂供给材料。如图1所示,将该树脂供给材料1与基材2层叠制作预成型体3,将该预成型体3在例如封闭空间内加热加压,从树脂供给材料1向基材2供给热固性树脂,由此能够进行纤维增强树脂的成型。
这里,预成型体是指,将树脂供给材料1和基材2层叠、一体化而成的层叠体,可以例示出将树脂供给材料1层叠规定片数、一体化,将层叠体的最外层用基材2夹持的三明治夹心层叠体,以及将树脂供给材料1和基材2交替地层叠而成的交替层叠体、和它们组合。通过预先形成预成型体,在纤维增强树脂的制造工序中,能够迅速、并且更均匀地使热固性树脂含浸到基材2中,所以优选。
使用本发明的树脂供给材料1的纤维增强树脂的制造方法,需要在尽量避免空隙混入的情况下从树脂供给材料1向基材2供给热固性树脂,所以优选使用压缩模塑成型、真空模塑成型。成型模具既可以是由刚体构成的封闭模具等的两面模具,也可以是一面模具。在是后者的情况,还可以将预成型体3设置在挠性的膜和刚体开放模具之间(在这种情况下,在挠性的膜和刚体开放型之间为比外部减压的状态,所以预成型体3成为被加压的状态)。
本发明的树脂供给材料1由增强纤维基材和热固性树脂形成,优选片状。在该情况、片厚度从树脂供给性、力学特性的观点来看优选为0.5mm以上,更优选为1mm以上,进而优选为1.5mm以上。此外,从操作性、成型性的观点,片厚度优选为100mm以下,更优选为60mm以下,进而优选为30mm以下。
本发明的树脂供给材料1的、成型收缩率之比P为1~1.5较好,优选为1~1.4,更优选为1~1.3。在成型收缩率之比P大于1.5时,在将多个树脂供给材料层叠时,如果将层叠方向搞错,则相对于纤维增强树脂的厚度中央、成型收缩率的非对称性变大,有时纤维增强树脂发生翘曲。成型收缩率之比P的测定方法将在后文论述。
由本发明的树脂供给材料1固化而得的固化物的弯曲弹性模量之比E为1~1.5较好,优选为1~1.4,更优选为1~1.3。固化物的弯曲弹性模量之比E大于1.5时,为了得到具有所希望的力学特性的纤维增强树脂,层叠设计和基材配置时需要考虑树脂供给材料的各向异性,作业负担增加。固化物的弯曲弹性模量之比E的测定方法将在后文论述。再者,本发明中,除了满足该固化物的弯曲弹性模量之比E的要件以外,还满足上述的成型收缩率之比P的要件,这从容易成型翘曲少、褶皱少的纤维增强树脂的观点优选。
本发明的树脂供给材料1的、下述式所示的(成型前的)纤维重量含有率Wfi优选为0.5%以上,更优选为1.0%以上,进而优选为1.5%以上。纤维重量含有率Wfi小于0.5%时,热固性树脂的量相对于增强纤维基材过多,有时树脂不能担载在增强纤维上,或者在成型时大量的树脂流到外部。此外,本发明的树脂供给材料1的、下述式所示的(成型前的)纤维重量含有率Wfi优选为30%以下,更优选为22%以下,进而优选为15%以下。纤维重量含有率Wfi大于30%时,有可能树脂在基材2中的含浸不良,成为空隙多的纤维增强树脂。再者,纤维重量含有率Wfi可以通过JIS K7075(碳纤维增强塑料的纤维含有率和洞隙率试验方法、1991年)求出。
树脂供给材料1的纤维重量含有率Wfi,可以通过将含有该树脂供给材料1的预成型体进行研磨或者剪切等,仅将树脂供给材料1取出,依照JIS K7075(碳纤维增强塑料的纤维含有率和洞隙率试验方法、1991年)求出。在未固化状态的测定困难的情况,也可以使用在无加压下固化了的。
Wfi=Wf1/(Wf1+Wr1)×100(%)
Wf1:树脂供给材料内纤维重量(g)
Wr1:树脂供给材料内树脂重量(g)
本发明的树脂供给材料1的、下述式所示的(成型前的)纤维体积含有率Vfi优选为0.3%以上,更优选为0.6%以上,进而优选为1.0%以上。纤维体积含有率Vfi小于0.3%时,热固性树脂的量相对于增强纤维基材过多,有时树脂不能担载在增强纤维基材上,或者成型时大量的树脂流到外部。此外,本发明的树脂供给材料1的、下述式所示的(成型前的)纤维体积含有率Vfi优选为20%以下,更优选为15%以下,进而优选为10%以下。在纤维体积含有率Vfi大于20%时,有可能树脂在基材2中的含浸不良,成为空隙多的纤维增强树脂。再者,纤维体积含有率Vfi可以依照JIS K7075(碳纤维增强塑料的纤维含有率和洞隙率试验方法、1991年)求出。此外,也可以不用该纤维体积含有率Vfi的特定方法,取而代之的是,也可以使用厚度T1(单位:mm、实测值)和增强纤维基材的单位面积重量Faw(单位:g/m2、目录值或者实测值)、构成增强纤维基材的增强纤维的密度ρ(单位:g/cm3、目录值或者实测值),代入下述式求出纤维体积含有率Vfi。厚度T1可以根据树脂供给材料1的纵50mm、横50mm的范围内的任意10点的厚度平均值求出。再者,厚度方向是与预成型体中使用的基材2接触的面正交的方向。
树脂供给材料1的纤维体积含有率Vfi,还可以通过将含有该树脂供给材料1的预成型体研磨或者剪切等,仅将树脂供给材料1取出,依照JIS K7075(碳纤维增强塑料的纤维含有率和洞隙率试验方法、1991年)求出。在未固化状态的测定困难的情况,也可以使用在无加压下固化了的。
Vfi=Vf1/Vp1×100(%)
Vf1:树脂供给材料内纤维体积(mm3)
Vp1:树脂供给材料的体积(mm3)
Vfi=Faw/ρ/T1/10(%)
Faw:增强纤维基材的单位面积重量(g/m2)
ρ:增强纤维基材的密度(g/cm3)
T1:树脂供给材料的厚度(mm)
接下来,对增强纤维基材予以说明。树脂供给材料1中使用的增强纤维基材可以是单向基材、织物基材等,但从成型收缩率的各向同性、树脂供给性的观点,优选以束状或单纤维形状分散,是在纤维间具有能够含浸树脂的空隙的网。对网的形态、形状没有限制,例如,将增强纤维与有机纤维、有机化合物或无机化合物混合,将增强纤维彼此用其它成分固定,或者将增强纤维与树脂成分接合。从容易制造纤维分散的网的观点,作为优选形状可以例示出,由干式法、湿式法所得的无纺布形态,且增强纤维充分开纤、并且单纤维彼此被有机化合物粘合剂接合的基材。
25℃下的、增强纤维基材的弯曲硬度为50mN·cm以下较好,优选为40mN·cm以下,更优选为30mN·cm以下。25℃下的、增强纤维基材的弯曲硬度大于50mN·cm时,在将树脂供给材料1配置在模具上时,在树脂供给材料1上产生褶皱,在纤维增强树脂的表层转印上了褶皱。增强纤维基材的弯曲硬度的测定方法将在后文论述。再者,本发明,除了满足该增强纤维基材的弯曲硬度的要件以外,还满足上述的固化物的弯曲弹性模量之比E的要件、和/或上述的成型收缩率之比P的要件,这从容易成型翘曲少、褶皱少的纤维增强树脂的观点优选。
70℃下的、增强纤维基材的弯曲硬度优选为30mN·cm以下,更优选为25mN·cm以下,进而优选为20mN·cm以下。70℃下的、增强纤维基材的弯曲硬度大于30mN·cm时,在将树脂供给材料1成型时,在树脂供给材料1上产生褶皱,在纤维增强树脂的表层上有褶皱转印。
增强纤维基材的弯曲长度之比F为1~1.5较好,优选为1~1.4,更优选为1~1.3。在大于1.5时,在使用多个树脂供给材料时,如果搞错层叠方向,则相对于纤维增强树脂的厚度中央,刚性的非对称性变大,有时纤维增强树脂发生翘曲。此外,层叠设计、基材配置时需要考虑到树脂供给材料的各向异性,作业负担增加。增强纤维基材的弯曲长度之比F的测定方法将在后文论述。再者,本发明除了满足该增强纤维基材的弯曲硬度的要件以外,还满足上述的固化物的弯曲弹性模量之比E的要件、和/或上述的成型收缩率之比P的要件、和/或上述的增强纤维基材的弯曲硬度的要件,这从容易成型出翘曲、褶皱少的纤维增强树脂的观点优选。
构成增强纤维基材的增强纤维,具有特定的纤维长度、并且能够形成结实的网、高强度、并且如后述那样具有反弹特性。使用由高强度、并且具有反弹特性的增强纤维基材构成的本发明的树脂供给材料1,成型性优异、并且容易得到高强度的纤维增强树脂(即、容易提高纤维体积含有率)。这里,反弹力可以依照JIS K6400-2(硬度和压缩挠曲A-1法、2012年),以空隙率90%时的压缩应力(反弹力)定义。该增强纤维基材,空隙率90%时的压缩应力优选为5kPa以上,更优选为50kPa以上,进而优选为100kPa以上。
作为构成增强纤维基材的增强纤维的种类,优选为碳纤维,但也可以是玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、金属纤维等。作为碳纤维,没有特殊限定,例如,从力学特性的提高、纤维增强树脂的轻量化效果的观点可以优选使用聚丙烯腈(PAN)系、沥青系、人造丝系等的碳纤维,它们可以使用1种或并用2种以上。其中,从所得的纤维增强树脂的强度和弹性模量之间的平衡的观点,进一步优选PAN系碳纤维。增强纤维的单纤维直径优选为0.5μm以上,更优选为2μm以上,进而优选为4μm以上。此外,增强纤维的单纤维直径,优选为20μm以下,更优选为15μm以下,进而优选为10μm以下。增强纤维的单股强度优选为3.0GPa以上,更优选为4.0GPa以上,进而优选为4.5GPa以上。增强纤维的单股弹性模量优选为200GPa以上,更优选为220GPa以上,进而优选为240GPa以上。增强纤维的单股强度或者弹性模量分别小于3.0GPa或者小于200GPa的情况,在制成纤维增强树脂后,有时得不到所希望的特性。
构成增强纤维基材的增强纤维的平均纤维长度,优选为0.1mm以上,更优选为1mm以上,进而优选为2mm以上。此外,构成增强纤维基材的增强纤维的平均纤维长度优选为100mm以下,更优选为50mm以下,进而优选为10mm以下。作为平均纤维长度的测定方法,有例如,从增强纤维基材直接摘出增强纤维的方法、或使用仅能够溶解预浸料树脂的溶剂进行溶解,将剩下的增强纤维进行过滤,通过显微镜观察进行测定的方法(溶解法)。在没有能够将树脂溶解的溶剂的情况,有以下等方法:在增强纤维不发生氧化减量的温度范围下仅将树脂烧飞,分离出增强纤维,通过显微镜观察测定的方法(烧飞法)。测定中,任意选出增强纤维400根,用光学显微镜测定其长度至1μm单位,由此测定纤维长度和其比例。再者,在将从增强纤维基材直接摘出增强纤维的方法和从预浸料用烧飞法、溶解法摘出增强纤维的方法进行比较时,通过选择合适的条件,能够使所得的结果不产生特别差异。
这里,具有上述的反弹特性是指满足以下的条件。即、在将增强纤维基材的初始厚度记作t0、将增强纤维基材在0.1MPa下加压的状态的厚度记作t1、将在增强纤维基材上施加载荷、然后除去载荷后的厚度记作t2时,满足条件:t1<t2≤t0。这里,厚度变化率R(=t0/t1)优选1.1以上,更优选1.3以上,进而优选1.5以上。在小于1.1的情况,树脂供给性和形状追随性降低,有时得不到所希望形状的成型体。此外,厚度变化率R优选为10以下,更优选为7以下,进而优选为4以下。在厚度变化率R大于10时,含浸树脂时树脂供给材料的操作性有时降低。对初始厚度和除去载荷后的厚度的测定方法没有特殊限定,可以通过例如游标卡尺测微器、三维测定机、激光变位计、或显微镜观察进行测定。这里,显微镜观察,既可以对增强纤维基材直接观察,也可以将增强纤维基材用热固性树脂包埋,将截面研磨后进行观察。对施加载荷后的厚度的测定方法没有特殊限定,可以通过例如,使用弯曲试验机或压缩试验机对增强纤维基材施加载荷,读取变位来测定。
增强纤维基材的X-Y面(指的是基材面内,本发明中将与基材面内的某个轴(X轴)正交的轴记作Y轴、将基材厚度方向(即与基材面垂直的方向)记作Z轴)的纤维取向优选各向同性。通过后述的测定法测定的、X-Y面的纤维二维取向角的平均值优选为30度以上,更优选为35度以上,进而优选为40度以上。此外,优选为60度以下,更优选为55度以上,进而优选为50度以上。与理想的角度45度越接近越优选。在小于30度或大于60度时,有时由于树脂供给材料1的成型收缩率的各向异性使得纤维增强树脂发生翘曲,或者得不到所希望力学特性的纤维增强树脂。
本发明中优选使用的增强纤维基材的单位面积的质量优选为1g/m2以上,更优选为10g/m2以上,进而优选为30g/m2以上。单位面积的质量小于1g/m2时,树脂的担载性下降,有可能不能收集到成型所需要的树脂量。进而,在制造该增强纤维基材、树脂供给材料1的过程中,有时操作性变差、作业性降低。
优选本发明优选使用的增强纤维基材内的纤维彼此通过粘合剂接合。通过这样,增强纤维基材的操作性、生产性、作业性提高,并且能够保持增强纤维基材的网状结构。作为粘合剂,没有特殊限定,优选使用聚乙烯醇、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚1,1-二氯乙烯、聚乙酸乙烯基酯、聚碳酸酯树脂、苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、聚苯硫醚树脂、改性聚苯醚树脂、聚缩醛树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、氟树脂、热塑性丙烯酸系树脂、热塑性聚酯树脂、热塑性聚酰胺酰亚胺树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物等热塑性树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、热固性丙烯酸系树脂、酚醛树脂、环氧树脂、热固型聚酯等热固性树脂。从所得的纤维增强树脂的力学特性的观点,优选使用具有选自环氧基、羟基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、酰胺基、羧基、碳酸基、酸酐基、氨基、亚胺基中的至少1种官能基的树脂。这些粘合剂可以单独使用,或二种以上组合使用。粘合剂的附着量,优选为20%以下,更优选为15%以下,进而优选为10%以下。粘合剂的附着量大于20%时,有时干燥工序耗费时间,或复杂形状的成型困难。再者,粘合剂的附着量的测定方法如后文所述。
对本发明的树脂供给材料1中使用的热固性树脂予以说明。本发明中使用的热固性树脂的含浸时的粘度优选为1000Pa·s以下,更优选为100Pa·s以下,进而优选为10Pa·s以下。在大于1000Pa·s的情况,有在后述的基材2中不能充分含浸热固性树脂,所得的纤维增强树脂发生空隙的风险。
作为本发明中使用的热固性树脂的种类,优选使用环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。除了仅为环氧树脂以外,还可以使用环氧树脂和热固性树脂的共聚物、改性物和2种以上的混合树脂等。
本发明的预成型体中使用的基材2是由增强纤维形成的纤维基材,优选为选自由增强纤维形成的织物基材、单向基材、和毡基材中的至少1种。具体地说,优选使用单独的由连续纤维形成的织物基布或层叠了该织物基布的层叠体、或将该织物基布用缝合丝缝合一体化的基材,或者立体织物、针织物等的纤维结构物,或者由不连续纤维制成的无纺布形态等。再者,连续纤维是指,以增强纤维没有切成短纤维的状态将增强纤维束以连续的状态拉齐的增强纤维。作为本发明的基材2中使用的增强纤维的形态、排列,可以适当地选自沿着一个方向拉齐的长纤维、织物、绳和粗纱等连续纤维的形态。基材2中使用的一个纤维束中的单丝数优选为500以上,更优选为1500以上,进而优选为2500以上。此外,一个纤维束中的单丝数优选为150000以下,更优选为100000以下,进而优选为70000以下。
出于获得高力学特性的纤维增强树脂的目的,优选在基材2中使用由连续增强纤维构成的织物基材、单向基材,但出于加快热固性树脂的含浸速度、提高纤维增强树脂的生产性的目的,优选在基材2中使用由不连续纤维构成的毡基材。
作为使用本发明的树脂供给材料1的纤维增强树脂的制造方法,可以列举出例如以下的方法。即,首先制作含有树脂供给材料1和基材2的预成型体3,放置在模具上。在高温的模具上将树脂供给材料1软化,然后通过加压向基材2供给热固性树脂。加压方法优选为压缩模塑成型、真空模塑成型。树脂供给时和固化时的温度可以相同也可以不同。成型模具既可以是由刚体构成的封闭模具等的两面模具,也可以是一面模具。在是后者的情况,也可以将预成型体3设置在挠性的膜和刚体开放模具之间(这种情况下,如前面所述,挠性的膜和刚体开放模具之间为比外部减压的状态,所以预成型体3呈被加压的状态)。热固性树脂通过成型时的加热,根据需要在成型后进而加热到热固性树脂固化的温度,由此使热固性树脂固化,能够得到纤维增强树脂。
<树脂供给材料的成型收缩率Pn、和成型收缩率之比P的测定方法>
在23℃下将直径100mm的圆形状的树脂供给材料配置在直径100mm的阴模内。在无加压的状态下将树脂供给材料以2℃/分钟升温固化。固化后冷却到室温,引出从树脂供给材料的重心穿过的直线,从该直线围绕重心以30°为一刻度引出共计6根直线。测定树脂供给材料的边缘间的直线长度Ln(mm)(n=1~6),代入下述式(X)导出成型收缩率Pn(n=1~6)。去掉6个位置中的、成型收缩率的最大值PMAX和最小值PMIN,代入下述式(I)导出成型收缩率之比P。
Pn=(100-Ln)/100(n=1~6) (X)
P=PMAX/PMIN (I)
PMAX:树脂供给材料的最大成型收缩率
PMIN:树脂供给材料的最小成型收缩率
<增强纤维基材的弯曲硬度、和弯曲长度(的比)的导出方法>
增强纤维基材的弯曲硬度、和弯曲长度是依照JIS L1913(悬臂梁(cantilever)法、2010年)求出的。在同一增强纤维基材中,以30度为一个刻度划分弯曲方向,测定共计6个位置的弯曲长度Fn(n=1~6)。去掉弯曲长度的最大值FMAX和最小值FMIN,代入下述式(II)导出弯曲长度之比F。
F=FMAX/FMIN (II)
FMAX:增强纤维基材的最大弯曲长度
FMIN:增强纤维基材的最小弯曲长度
<树脂供给材料的固化物的弯曲弹性模量和弯曲弹性模量之比E的测定方法>
由树脂供给材料固化而得的固化物的弯曲弹性模量是依照JIS K7171(2008年)求出的。在同一固化物中、以30度为一个刻度划分弯曲方向,测定共计6处位置的弯曲弹性模量En(n=1~6)。去掉弯曲弹性模量的最大值EMAX和最小值EMIN,代入下述式(III)导出弯曲弹性模量之比E。
E=EMAX/EMIN (III)
EMAX:树脂供给材料的固化物的最大弯曲弹性模量
EMIN:树脂供给材料的固化物的最小弯曲弹性模量
<X-Y面的纤维二维取向角的平均值导出法>
X-Y面的纤维二维取向角的平均值是通过以下的步骤I、II测定的。再者,如上述那样,X轴、Y轴、Z轴彼此正交,X-Y面在基材面内,Z轴是基材厚度方向。
I.针对在X-Y面任意选出的增强纤维单纤维,测定其与交差的所有的增强纤维单纤维形成的二维取向角的平均值。在与增强纤维单纤维交差的增强纤维单纤维量多的情况,也可以测定任意选出的20根交差的增强纤维单纤维,用得到的平均值代替。
II.将上述I的测定用在别的增强纤维单纤维上,反复进行共计5次,算出它们的平均值作为纤维二维取向角的平均值。
对从预浸料测定纤维二维取向角的平均值的方法没有特殊限定,可以例示出例如,从预浸料的表面观察增强纤维基材的取向的方法。这种情况下,通过对预浸料表面研磨使纤维露出,能够更容易地观察增强纤维,所以优选。此外可以例示出,对预浸料利用透射光观察增强纤维的取向的方法。这种情况下,通过将预浸料切薄,能够更容易地观察增强纤维,所以优选。进而还可以例示出,对预浸料进行X射线CT透射观察,拍摄增强纤维的取向图像的方法。在X射线透射性高的增强纤维的情况,如果预先在增强纤维中混合示踪用的纤维,或者在增强纤维上涂布示踪用的药剂,则能够更容易地观察增强纤维基材,所以优选。
此外,在用上述方法测定困难的情况,可以例示出以使增强纤维的结构不崩溃的方式除去树脂,然后观察增强纤维的取向的方法。例如,可以通过将预浸料夹在2片不锈钢制网之间,以预浸料不能动的方式用螺丝等固定,然后将树脂成分烧飞,将所得的增强纤维基材用光学显微镜或电子显微镜观察测定。
<粘合剂的附着量的测定方法>
秤量增强纤维基材(W1)后,放置在50升/分钟的氮气流中温度设定在450℃的电炉中15分钟,使粘合剂完全热分解。然后转移到20升/分钟的干燥氮气流中的容器中,秤量冷却15分钟后的增强纤维基材(W2),代入下式求出粘合剂附着量。
粘合剂附着量(%)=(W1-W2)/W1×100
〔实施例〕
参考例1(增强纤维(碳纤维))
对以PAN作为主成分的共聚物进行纺丝、烧成处理、表面氧化处理,获得总单纤维数12000根的连续碳纤维。该连续碳纤维的特性如下。
单纤维直径:7μm
单位长度的质量:0.8g/m
比重:1.8
抗拉强度:4600MPa
拉伸弹性模量:220GPa
参考例2(热固性树脂(环氧树脂(1))
使用“jER(注册商标)”1007(三菱化学(株)制)40质量份、“jER(注册商标)”630(三菱化学(株)制)20质量份、“エピクロン(注册商标)”830(DIC(株)制)40质量份、作为固化剂的DICY7(三菱化学(株)制)以活性氢基相对于全部环氧树脂成分的环氧基为0.9当量的量、作为固化促进剂的DCMU99(保土谷化学工业(株)制)2质量份,调制环氧树脂(1)。
参考例3(环氧树脂膜)
将参考例2调制的环氧树脂(1)使用逆转辊涂布机涂布在脱模纸上,制作单位面积的质量为37g/m2、74g/m2、100g/m2的树脂膜。
参考例4(增强纤维基材:碳纤维网(1))
将参考例1得到的碳纤维使用美工刀切成规定的长度,获得短切碳纤维。制作由水和表面活性剂(聚氧乙烯月桂基醚(商品名)、ナカライテクス(株)制)形成的浓度0.1质量%的分散液,使用该分散液和上述短切碳纤维,利用抄纸基材的制造装置制造抄纸基材。制造装置具有:作为分散槽的在容器下部具有开口活塞的直径1000mm的圆筒形状容器、和将分散槽和抄纸槽连接起来的直线状输送部(倾斜角30度)。在分散槽的上面的开口部带有搅拌机,能够从开口部投入短切碳纤维和分散液(分散介质)。抄纸槽是底部具有网孔传送带的槽,网孔传送带具有宽500mm的抄纸面,能够移送碳纤维基材(抄纸基材)的传送带与网孔传送带连接。抄纸时通过调整分散液中的碳纤维浓度,来调整单位面积的质量,能够获得所追求的碳纤维网(1)(增强纤维基材)。碳纤维网(1)(碳纤维单位面积重量:100g/m2)的弯曲长度之比F为1.2、弯曲硬度在25℃为5mN·cm、在70℃为4mN·cm、平均纤维长度为6.1mm、X-Y面的纤维二维取向角的平均值为45.3°。
参考例5(增强纤维基材:碳纤维网(2))
将参考例1得到的碳纤维用美工刀切成规定的长度,获得短切碳纤维。制作由水和表面活性剂(聚氧乙烯月桂基醚(商品名)、ナカライテクス(株)制)形成的浓度0.1质量%的分散液,使用该分散液和上述短切碳纤维,利用抄纸基材的制造装置制造抄纸基材。制造装置具有作为分散槽的容器下部具有开口活塞的直径1000mm的圆筒形状容器、和将分散槽和抄纸槽连接起来的直线状的输送部(倾斜角30度)。在分散槽的上面的开口部带有搅拌机,能够从开口部投入短切碳纤维和分散液(分散介质)。抄纸槽是底部具有网孔传送带的槽,该网孔传送带具有宽500mm的抄纸面,能够移送碳纤维基材(抄纸基材)的传送带与网孔传送带连接。抄纸时通过调整分散液中的碳纤维浓度,来调整单位面积的质量。在抄纸后的碳纤维基材上附着作为粘合剂的聚乙烯醇水溶液(クラレポバール、(株)クラレ制)5质量%左右,在140℃的干燥炉中干燥1小时,获得所需要的碳纤维网(2)(增强纤维基材)。碳纤维网(2)(碳纤维单位面积重量:100g/m2)的弯曲长度之比F为1.4、弯曲硬度在25℃为40mN·cm、在70℃为25mN·cm、平均纤维长度为5.8mm、X-Y面的纤维二维取向角的平均值为47.3°。
参考例6(增强纤维基材:碳纤维网(3))
将参考例1得到的碳纤维用美工刀切成规定的长度,获得短切碳纤维。制作由水和表面活性剂(聚氧乙烯月桂基醚(商品名)、ナカライテクス(株)制)形成的浓度0.1质量%的分散液,使用该分散液和上述短切碳纤维,利用抄纸基材的制造装置制造抄纸基材。制造装置具有作为分散槽的在容器下部具有开口活塞的直径1000mm的圆筒形状容器、和将分散槽和抄纸槽连接起来的直线状的输送部(倾斜角30度)。在分散槽的上面的开口部带有搅拌机,能够从开口部投入短切碳纤维和分散液(分散介质)。抄纸槽是底部具有网孔传送带的槽,网孔传送带具有宽500mm的抄纸面,能够移送碳纤维基材(抄纸基材)的传送带与网孔传送带连接。抄纸时通过调整分散液中的碳纤维浓度,来调整单位面积的质量。在抄纸获得的碳纤维基材上附着作为粘合剂的聚乙烯醇水溶液(クラレポバール、(株)クラレ制)15质量%左右,在140℃的干燥炉中干燥1小时,获得所需要的碳纤维网(3)(增强纤维基材)。碳纤维网(3)(碳纤维单位面积重量:100g/m2)的弯曲硬度在25℃为200mN·cm、在70℃为60mN·cm、平均纤维长度为5.9mm、X-Y面的纤维二维取向角的平均值为44.2°。
参考例7(增强纤维基材:碳纤维片(1))
将参考例1得到的碳纤维束用美工刀切成25mm长,制作碳纤维片(增强纤维基材)。制作工序如下。
(1)将25mm长的碳纤维束从20cm的高度均匀下落、散布。(碳纤维的单位面积重量:100g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)。
(2)附着作为粘合剂的聚乙烯醇水溶液(クラレポバール、(株)クラレ制)5质量%左右,在140℃的干燥炉中干燥1小时,获得所需要的碳纤维片(1)。
碳纤维片(1)(碳纤维单位面积重量:100g/m2)的弯曲长度之比F为3.1、平均纤维长度为25mm、X-Y面的纤维二维取向角的平均值为65.1°。
参考例8(增强纤维基材:碳纤维片(2))
将参考例1得到的碳纤维束用美工刀切成25mm长,制作碳纤维片(增强纤维基材)。制作工序如下。
(1)将25mm长的碳纤维束从40cm的高度均匀下落、散布(碳纤维的单位面积重量:100g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)。
(2)附着作为粘合剂的聚乙烯醇水溶液(クラレポバール、(株)クラレ制)5质量%左右,在140℃的干燥炉中干燥1小时,获得所需要的碳纤维片(2)。
碳纤维片(2)(碳纤维单位面积重量:100g/m2)的弯曲长度之比F为1.8、弯曲硬度在25℃为60mN·cm、在70℃为40mN·cm、平均纤维长度为25mm、X-Y面的纤维二维取向角的平均值为37.1°。
参考例9(树脂供给材料(1))
在参考例4得到的碳纤维网(1)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(1)。含浸工序如下。
(1)在参考例4得到的网(尺寸:10×10cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:10×10cm2)1000g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃加热1.5小时左右。
碳纤维的单位面积重量为100g/m2、纤维体积含有率为5%、纤维重量含有率为9%、厚度为1.1mm。此外,测定由树脂供给材料(1)固化而得的固化物的成型收缩率,结果成型收缩率之比P为1.3、弯曲弹性模量之比E为1.3。
参考例10(树脂供给材料(2))
在参考例5得到的碳纤维网(2)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(2)。含浸工序如下。
(1)在参考例5得到的网(尺寸:10×10cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:10×10cm2)1200g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃加热1.5小时左右。
碳纤维的单位面积重量为100g/m2、纤维体积含有率为4%、纤维重量含有率为8%、厚度为1.4mm。此外,测定由树脂供给材料(2)固化而得的固化物的成型收缩率,结果,成型收缩率之比P为1.5、弯曲弹性模量之比E为1.4。
参考例11(树脂供给材料(3))
在参考例6得到的碳纤维网(3)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(3)。含浸工序如下。
(1)在参考例6得到的网(尺寸:10×10cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:10×10cm2)1850g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃加热1.5小时左右。
碳纤维的单位面积重量为100g/m2、纤维体积含有率为3%、纤维重量含有率为5%、厚度为2.1mm。
参考例12(树脂供给材料(4))
在参考例7得到的碳纤维片(1)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(4)。含浸工序如下。
(1)在参考例7得到的碳纤维片(尺寸:10×10cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:10×10cm2)200g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃加热1.5小时左右。
纤维体积含有率为22%、纤维重量含有率为34%、厚度为0.3mm。此外,测定由树脂供给材料(4)固化而得的固化物的成型收缩率,结果成型收缩率之比P为5、弯曲弹性模量之比E为2.5。
参考例13(树脂供给材料(5))
在参考例8得到的碳纤维片(2)中含浸参考例2调制的环氧树脂(1),制作树脂供给材料(5)。含浸工序如下。
(1)在参考例7得到的碳纤维片(尺寸:10×10cm2)上配置参考例3得到的环氧树脂膜(尺寸:10×10cm2)200g/m2左右。
(2)在0.1MPa、70℃加热1.5小时左右。
纤维体积含有率为21%、纤维重量含有率为33%、厚度为0.3mm。此外,测定由树脂供给材料(5)固化而得的固化物的成型收缩率,结果成型收缩率之比P为1.7、弯曲弹性模量之比E为1.8。
以下的实施例、比较例中成型品的翘曲的判断基准是,在依照JIS K6911(2006年)获得的翘曲率为0.5%以上的情况判断为有翘曲,在小于0.5的情况判断为无翘曲。此外,成型品的褶皱的判断基准是,在依照JIS B0601(2001年)获得的最大高度Rz为50μm以上的情况判断为有褶皱,在小于50μm的情况判断为无褶皱。
(实施例1)
使用参考例9得到的树脂供给材料(1)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作平板。成型工序如下。
(1)以树脂供给材料(1)的X轴和另外的树脂供给材料(1)的Y轴一致的方式将2片重叠,制作树脂供给材料(1)(碳纤维单位面积重量:200g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)。
(2)在得到的树脂供给材料(1)的正面和背面各配置1层干燥织物。
(3)将工序(2)的层叠体在压制机中以零压、70℃预热10分钟左右。
(4)以1MPa加压。
(5)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
如表2所示,获得无翘曲的成型品。
(实施例2)
使用参考例10得到的树脂供给材料(2)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作平板。成型工序如下。
(1)以树脂供给材料(2)的X轴和另外的树脂供给材料(2)的Y轴一致的方式将2片重叠,制作树脂供给材料(2)(碳纤维单位面积重量:200g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)。
(2)在得到的树脂供给材料(2)的正面和背面配置干燥织物各1层。
(3)将工序(2)的层叠体用压制机以零压、70℃预热10分钟左右。
(4)以1MPa加压。
(5)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
如表2所示,获得了无翘曲的成型品。
(实施例3)
使用参考例9得到的树脂供给材料(1)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径50mm的曲面形状的成型品。
(1)在树脂供给材料(1)(碳纤维单位面积重量:100g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层。
(2)在具有曲率半径50mm的曲面形状的模具内配置工序(1)的层叠体,以零压、70℃预热10分钟左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
如表3所示,没有发现成型品的表层部有褶皱。
(实施例4)
使用参考例10得到的树脂供给材料(2)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径50mm的曲面形状的成型品。
(1)在树脂供给材料(2)(碳纤维单位面积重量:100g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层。
(2)在具有曲率半径50mm的曲面形状的模具内配置工序(1)的层叠体,以零压、70℃预热10分钟左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
如表3所示,没有发现成型品的表层部有褶皱。
(比较例1)
使用参考例12得到的树脂供给材料(4)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作平板。成型工序如下。
(1)以树脂供给材料(4)的X轴和另外的树脂供给材料(4)的Y轴一致的方式将2片重叠,制作树脂供给材料(4)(碳纤维单位面积重量:200g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)。
(2)在得到的树脂供给材料(4)的正面和背面各配置干燥织物1层。
(3)将工序(2)的层叠体用压制机以零压、70℃预热10分钟左右。
(4)以1MPa加压。
(5)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
如表2所示,发现成型品有翘曲。
(比较例2)
使用参考例13得到的树脂供给材料(5)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作平板。成型工序如下。
(1)以树脂供给材料(5)的X轴和另外的树脂供给材料(5)的Y轴一致的方式将2片重叠,制作树脂供给材料(5)(碳纤维单位面积重量:200g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)。
(2)在得到的树脂供给材料(5)的正面和背面各配置干燥织物1层。
(3)将工序(2)的层叠体用压制机以零压、70℃预热10分钟左右。
(4)以1MPa加压。
(5)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
如表2所示,发现成型品有翘曲。
(比较例3)
使用参考例11得到的树脂供给材料(3)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径50mm的曲面形状的成型品。
(1)在树脂供给材料(3)(碳纤维单位面积重量:100g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层。
(2)在具有曲率半径50mm的曲面形状的模具内配置工序(1)的层叠体,以零压、70℃预热10分钟左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
如表3所示,成型品的表层发现有褶皱。
(比较例4)
使用参考例13得到的树脂供给材料(5)和干燥织物(东丽株式会社(株)制布、型号:CO6343B、平织、碳纤维单位面积重量198g/m2),制作曲率半径50mm的曲面形状的成型品。
(1)在树脂供给材料(5)(碳纤维单位面积重量:100g/m2、尺寸:13.8×13.8cm2)的正面和背面各配置干燥织物2层。
(2)在具有曲率半径50mm的曲面形状的模具内配置工序(1)的层叠体,以零压、70℃预热10分钟左右。
(3)以1MPa加压。
(4)以3℃/分钟升温到150℃,然后保持40分钟固化。
如表3所示,在成型品的表层发现有褶皱。
产业可利用性
本发明的树脂供给材料、和使用该树脂供给材料而成的纤维增强树脂的制造方法,能够很好地在运动用途、一般产业用途和航空宇宙用途中使用。更具体地说,在一般产业用途中,在汽车、船舶和风车等的构造件、准构造件、房顶材料、芯片托盘、笔记本的壳体等的电子机器材料和修补增强材料等中能够很好地使用。在航空宇宙用途中,在飞机、机器人、人造卫星等的构造件、准构造件等中能够很好地使用。
附图符号说明
1:树脂供给材料
2:基体
3:预成型体
Claims (15)
1.一种树脂供给材料,是纤维增强树脂的压缩模塑成型或真空模塑成型中使用的树脂供给材料,含有增强纤维基材和热固性树脂,以下所示的温度T下所述增强纤维基材的拉伸断裂应变为1%以上,并且/或者以下所示的温度T下所述增强纤维基材的抗拉强度为0.5MPa以上,
温度T:将热固性树脂从40℃以1.5℃/min的升温速度加热时,热固性树脂的粘度变为最低时的温度。
2.如权利要求1所述的树脂供给材料,构成所述增强纤维基材的增强纤维的与X-Y面正交的面的纤维二维取向角的平均值在5~85度的范围内。
3.如权利要求1或2所述的树脂供给材料,构成所述增强纤维基材的增强纤维的X-Y面的纤维二维取向角的平均值为5度以上。
4.一种树脂供给材料,是纤维增强树脂的压缩模塑成型或者真空模塑成型中使用的树脂供给材料,含有增强纤维基材和热固性树脂,下述式(I)所示的成型收缩率之比P在1~1.5的范围内,
P=PMAX/PMIN (I)
PMAX:树脂供给材料的最大成型收缩率,
PMIN:树脂供给材料的最小成型收缩率。
5.如权利要求4所述的树脂供给材料,70℃下的、所述增强纤维基材的弯曲硬度为30mN·cm以下。
6.如权利要求4或5所述的树脂供给材料,下述式(II)所示的、所述增强纤维基材的弯曲长度之比F在1~1.5的范围内,
F=FMAX/FMIN (II)
FMAX:增强纤维基材的最大弯曲长度,
FMIN:增强纤维基材的最小弯曲长度。
7.一种树脂供给材料,是纤维增强树脂的压缩模塑成型或者真空模塑成型中使用的树脂供给材料,含有增强纤维基材和热固性树脂,满足以下的任一条件,
条件1:25℃下的增强纤维基材的弯曲硬度为50mN·cm以下,
条件2:下述式(III)所示的、增强纤维基材的弯曲长度之比F在1~1.5的范围内,
F=FMAX/FMIN (III)
FMAX:增强纤维基材的最大弯曲长度,
FMIN:增强纤维基材的最小弯曲长度,
条件3:下述式(IV)所示的、由树脂供给材料固化而得的固化物的弯曲弹性模量之比E在1~1.5的范围内,
E=EMAX/EMIN (IV)
EMAX:树脂供给材料的固化物的最大弯曲弹性模量,
EMIN:树脂供给材料的固化物的最小弯曲弹性模量。
8.如权利要求4~6的任一项所述的树脂供给材料,下述式(IV)所示的、由所述树脂供给材料固化而得的固化物的弯曲弹性模量之比E在1~1.5的范围内,
E=EMAX/EMIN (IV)
EMAX:树脂供给材料的固化物的最大弯曲弹性模量,
EMIN:树脂供给材料的固化物的最小弯曲弹性模量。
9.如权利要求4~8的任一项所述的树脂供给材料,构成所述增强纤维基材的增强纤维的X-Y面的纤维二维取向角的平均值在30~60度的范围内。
10.如权利要求1~9的任一项所述的树脂供给材料,构成所述增强纤维基材的增强纤维为选自玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维和金属纤维中的至少1种。
11.如权利要求1~10的任一项所述的树脂供给材料,构成所述增强纤维基材的增强纤维的平均纤维长度在0.1~100mm的范围内。
12.一种预成型体,含有权利要求1~11的任一项所述的树脂供给材料和基材。
13.一种预成型体,含有权利要求1~11的任一项所述的树脂供给材料、和选自片状基材、布帛状基材、和多孔质基材中的至少1种基材。
14.如权利要求12或13所述的预成型体,所述基材为选自由增强纤维构成的织物基材、单向基材、和毡基材中的至少1种基材。
15.一种纤维增强树脂的制造方法,包含以下工序:通过将权利要求12~14的任一项所述的预成型体加热、加压,从而从所述树脂供给材料向所述基材供给热固性树脂,并成型的工序。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116096543A (zh) * | 2020-07-30 | 2023-05-09 | Dic株式会社 | 片状模塑料和成形品的制造方法 |
CN116171340A (zh) * | 2020-09-08 | 2023-05-26 | 株式会社可乐丽 | 空间填充材料及其制造方法、以及空间填充结构体 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6720868B2 (ja) * | 2015-02-27 | 2020-07-08 | 東レ株式会社 | 樹脂供給材料、プリフォーム、および繊維強化樹脂の製造方法 |
EP3421212B1 (en) * | 2016-02-23 | 2021-10-06 | Toray Industries, Inc. | Method for producing fiber reinforced composite material |
TW201843218A (zh) | 2017-05-02 | 2018-12-16 | 日商古河電氣工業股份有限公司 | 含有纖維強化樹脂之積層體、纖維強化複合樹脂材及該等之製造方法 |
US10730236B2 (en) | 2017-08-02 | 2020-08-04 | Ethicon Llc | System and method for additive manufacture of medical devices |
US11427707B2 (en) * | 2017-09-29 | 2022-08-30 | Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd. | Curable epoxy resin composition and fiber-reinforced composite material using same |
US11396585B2 (en) * | 2019-03-06 | 2022-07-26 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Method of forming a void, channel, and/or vascular network in a polymeric matrix |
KR102169173B1 (ko) * | 2019-09-16 | 2020-10-22 | 재단법인 한국탄소융합기술원 | 프리프레그 프리히팅을 이용한 프리폼 성형방법 및 장치 |
WO2023182354A1 (ja) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | 三菱ケミカル株式会社 | プリプレグ、成形体、圧力容器、プリプレグの製造方法、及び成形体の製造方法 |
WO2023204131A1 (ja) * | 2022-04-20 | 2023-10-26 | 東レ株式会社 | 繊維強化樹脂成形体およびその製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002234078A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-20 | Toyota Motor Corp | 繊維強化複合材料の製造方法および繊維強化複合材料付き成形体 |
CN103201102A (zh) * | 2010-11-08 | 2013-07-10 | 东丽株式会社 | 用于纤维强化复合材料的环氧树脂组合物、预浸料坯和纤维强化复合材料 |
CN104245286A (zh) * | 2012-04-02 | 2014-12-24 | 赫克赛尔加固材料公司 | 用于生产与树脂结合的复合材料部件的具有改善电导率性质的材料 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4856327B2 (ja) | 2001-07-03 | 2012-01-18 | 富士重工業株式会社 | 複合材パネルの製造方法 |
JP2003071856A (ja) | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Toray Ind Inc | Rtm方法 |
JP2005022171A (ja) | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合材サンドイッチパネル用コア、複合材サンドイッチパネル、及びその製造方法 |
WO2005077632A1 (ja) * | 2004-02-17 | 2005-08-25 | Toray Industries, Inc. | Rtm成形方法および装置 |
GB2415777B (en) | 2004-06-29 | 2006-11-01 | Tera View Ltd | Imaging apparatus and method |
JP2006305867A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Toray Ind Inc | 繊維強化プラスチックの製造方法 |
JP2008246981A (ja) | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化複合材料の製造方法 |
ES2524476T3 (es) * | 2008-07-31 | 2014-12-09 | Toray Industries, Inc. | Preimpregnado, preforma, producto moldeado y procedimiento de fabricación de un preimpregnado |
JP5466076B2 (ja) * | 2010-04-27 | 2014-04-09 | ニチハ株式会社 | 複合成形品の製造方法 |
JP5785889B2 (ja) * | 2012-03-14 | 2015-09-30 | 積水化成品工業株式会社 | 繊維強化複合体の製造方法 |
JP6720868B2 (ja) | 2015-02-27 | 2020-07-08 | 東レ株式会社 | 樹脂供給材料、プリフォーム、および繊維強化樹脂の製造方法 |
US11034809B2 (en) | 2015-02-27 | 2021-06-15 | Toray Industries, Inc. | Resin supply material, preform, and method of producing fiber-reinforced resin |
ES2920830T3 (es) | 2015-02-27 | 2022-08-10 | Toray Industries | Procedimiento de suministro de resina, preforma y procedimiento para producir resina reforzada con fibra |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002234078A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-20 | Toyota Motor Corp | 繊維強化複合材料の製造方法および繊維強化複合材料付き成形体 |
CN103201102A (zh) * | 2010-11-08 | 2013-07-10 | 东丽株式会社 | 用于纤维强化复合材料的环氧树脂组合物、预浸料坯和纤维强化复合材料 |
CN104245286A (zh) * | 2012-04-02 | 2014-12-24 | 赫克赛尔加固材料公司 | 用于生产与树脂结合的复合材料部件的具有改善电导率性质的材料 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116096543A (zh) * | 2020-07-30 | 2023-05-09 | Dic株式会社 | 片状模塑料和成形品的制造方法 |
CN116171340A (zh) * | 2020-09-08 | 2023-05-26 | 株式会社可乐丽 | 空间填充材料及其制造方法、以及空间填充结构体 |
Also Published As
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