ES2920830T3 - Procedimiento de suministro de resina, preforma y procedimiento para producir resina reforzada con fibra - Google Patents

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resin supply
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Satoshi Seike
Masato Honma
Satomi Matsuo
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Abstract

Un material de suministro de resina de acuerdo con la presente invención es un material de suministro de resina que se utiliza para moldear una resina reforzada con fibra, el material de suministro de resina que incluye fibras de refuerzo y una resina, en la que un contenido de peso de fibra WFI de las fibras reforzadas como se expresa por los expresados por los expresados por el La siguiente fórmula (i) es 30% o menos, y/o un contenido de volumen de fibra VFI de las fibras de refuerzo como se expresa por la siguiente fórmula (II) es 20% o menos. WFI = WF 1/WF 1 + WR1 × 100 % (WF1: peso de fibra (g) en material de suministro de resina, WR1: resina Peso (g) en material de suministro de resina) VFI = VF 1/VP 1 × 100 % (VF1: volumen de fibra (mm 3) en material de suministro de resina, VP1: volumen (mm 3) de material de suministro de resina) (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de suministro de resina, preforma y procedimiento para producir resina reforzada con fibra Campo técnico
La presente invención se refiere a un material de suministro de resina, una preforma y un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra.
Técnica anterior
Las resinas reforzadas con fibra tienen una excelente resistencia específica y rigidez específica, por lo que se utilizan ampliamente en aplicaciones tales como aviones, automóviles y deportes. Sobre todo en aplicaciones industriales tales como los automóviles y los deportes, la demanda de procedimientos de moldeo de alta velocidad para resinas reforzadas con fibra está en crecimiento.
Los procedimientos para el moldeo de alta velocidad de una resina reforzada con fibra incluyen un procedimiento de RTM (moldeo por transferencia de resina) (Documento de Patente 1) y un procedimiento de RFI (infusión de película de resina) (Documento de Patente 2). En el procedimiento de RTM, primero un material de base seco (material de base de fibra de refuerzo que no contiene una resina) se forma en una forma predeterminada para producir una preforma, la preforma se dispone en un molde de metal, y una resina termoendurecible líquida que tiene una baja viscosidad se inyecta en el molde de metal, y se calienta y cura para moldear un miembro de FRP (plástico reforzado con fibra). Como se utiliza un material de base seco, se puede formar una forma tridimensional complicada.
En el procedimiento de RTM, sin embargo, es necesario un procedimiento de inyección de una resina y, por lo tanto, se requieren materiales subsidiarios de moldeo que se utilizarán en el procedimiento de inyección, tales como tubos y tuberías. Además, no se consume toda la resina para la producción de un artículo moldeado, y se desperdicia una gran cantidad de la resina en un canal de inyección, etc., lo que da como resultado un aumento del coste. En el caso de una resina termoendurecible, la resina no se puede reutilizar, y la limpieza en cada lote requiere mucha mano de obra, lo que supone un aumento del coste. El procedimiento de RTM también tiene la desventaja de que un puerto de inyección o un puerto de succión deja su rastro en un miembro moldeado. Además, el procedimiento de RTM tiene el problema de que el lugar de la operación suele estar contaminado por una resina que se escapa de un recipiente o de una tubería porque se utiliza una resina que es líquida a temperatura ambiente.
En el procedimiento de RFI, un material de base de fibra de refuerzo y una película de resina compuesta por una resina termoendurecible no curada se disponen en un molde, y la película de resina se funde por calentamiento para impregnarse en el material de base de fibra de refuerzo, y luego se cura. A diferencia del procedimiento de RTM, el procedimiento de RFI no implica una resina termoestable que sea líquida a temperatura ambiente. Por lo tanto, en el procedimiento de RFI, rara vez se contamina el lugar de la operación, y se puede ahorrar tiempo y mano de obra para la formulación de la resina, etc. Sin embargo, el procedimiento de r Fi tiene el problema de que la resina termoendurecible que se utiliza en el procedimiento de RFI tiene una baja rigidez en forma de película, y por lo tanto es pobre en características de manejo, por lo que se requiere mucho tiempo y trabajo para disponer la película en un molde, etc.
Cada uno de los Documentos de Patente 3 y 4 sugiere un procedimiento para moldear una resina reforzada con fibra mediante el uso de un cuerpo impregnado (descrito como un soporte de resina en el Documento de Patente 3 o una preforma en el Documento de Patente 4) en el que una resina termoendurecible que es líquida a temperatura ambiente se absorbe en un soporte. El Documento de Patente 5 sugiere un procedimiento para moldear una resina reforzada con fibra mediante el uso de un SMC (compuesto de moldeo de láminas).
Con respecto al procedimiento RFI, el Documento de Patente 6 sugiere un procedimiento para moldear una resina reforzada con fibras mediante el uso de un soporte de resina con una característica de manipulación mejorada por medio del llenado de un soporte térmicamente estable con una resina no curada en un estado de oligómero que tiene una baja resistencia, y que por lo tanto se rompe fácilmente. El Documento de Patente 7 desvela un producto moldeado, que incluye un material compuesto reforzado con fibras que contiene fibras de refuerzo que tienen una longitud media de fibra de 5 mm a 100 mm y una resina termoplástica, en el que el producto moldeado tiene un gradiente de espesor, una cantidad de resina termoplástica es de 10 a 1.000 partes en peso por 100 partes en peso de las fibras de refuerzo, y las fibras de refuerzo tienen un peso de área de fibra de 25 g/m2 a 3.000 g/m2 y están orientadas sustancialmente de forma aleatoria en dos dimensiones. El Documento de Patente 8 tiene como objetivo proporcionar un procedimiento de producción de un artículo de moldeo de plástico reforzado con fibra y un artículo de moldeo integral en el que se simplifica una forma de unión procesada, y se previene eficazmente el alabeo y la deformación. Finalmente, el Documento de Patente 9 enseña un material compuesto para prensado en frío que incluye: fibras de carbono que son fibras continuas unidireccionales; y una resina termoplástica, en la que el material compuesto tiene un espesor de 0,3 mm o más, cuando el material compuesto se observa desde una dirección perpendicular a una dirección de las fibras continuas.
El Documento de Patente 10 desvela un material de suministro de resina adecuado para moldear una resina reforzada con fibras, el material de suministro de resina comprende fibras de refuerzo y la resina, las fibras de refuerzo son fibras discontinuas que están en forma de una web en la que las fibras discontinuas están dispersas en forma de haz o en forma de monofilamento, y entre las fibras discontinuas existen espacios que se impregnan con una resina, y las fibras discontinuas en el velo presentan un aglutinante, en el que un contenido de volumen de fibra Vfi de las fibras de refuerzo, expresado por medio de la siguiente fórmula (II), es del 20% o menos.Vfi = Vfl/Vpl x 100 ( %)— (N)Vfl: volumen de fibra (mm3 ) en el material de suministro de resina Vp1: volumen (mm3 ) del material de suministro de resina.
DOCUMENTOS DE LA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTES
Documento de patente 1: Publicación de Patente Japonesa Expuesta al Público 3-71856 Documento de Patente 2: Publicación de Patente Japonesa Expuesta al Público 3-11231 Documento de Patente 3: Publicación de Patente Japonesa Expuesta al Público 2-234078 Documento de Patente 4: Publicación de Patente Japonesa Expuesta al Público 6-305867 Documento de Patente 5: Publicación de Patente Japonesa Expuesta al Público
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8-246981 Documento de Patente 6: Publicación de Patente Japonesa Expuesta al Público 4-99731 Documento de Patente 7: Solicitud de Patente Europea Núm. 2674447 A1
Documento de Patente 8: Publicación de Patente Japonesa Expuesta al Público Núm. 2014-148111 Documento de Patente 9: Solicitud de Patente Europea Núm. 2990185 A1
Documento de Patente 10: Solicitud de Patente Internacional WO 2014/103658
SUMARIO DE LA INVENCIÓN PROBLEMAS QUE DEBE RESOLVER LA INVENCIÓN
En el procedimiento de moldeo de los Documentos de Patente 3 y 4, se puede producir un miembro estructural por medio de la laminación de un cuerpo impregnado que contiene resina con un material de base seco, y luego por medio del calentamiento y la presurización del laminado resultante en un molde para impregnar un material de base de fibra de refuerzo con una resina termoendurecible en el cuerpo impregnado, y también el cuerpo impregnado puede ser excelente en cuanto a la característica de manejo porque un soporte está impregnado con una resina. Sin embargo, existe el problema de que una resina reforzada con fibras preparada por medio de dicho procedimiento de moldeo no tiene las propiedades deseadas porque el soporte que se va a utilizar tiene unas características dinámicas pobres, y el intervalo de viscosidad aplicable es estrecho.
El procedimiento de moldeo en el Documento de Patente 5 se utiliza con el propósito de obtener un artículo moldeado con una calidad de aspecto externo adecuada al interponer un material de base no impregnado de resina entre las capas de preimpregnado para suprimir la generación de depresiones en una superficie del artículo moldeado. De este modo, el preimpregnado tiene un alto contenido de fibra, y una pequeña relación de cambio de contenido de fibra antes y después del moldeo. Es difícil utilizar un material de base no impregnado con un alto peso por unidad de superficie, o aplicar un material de suministro de resina para el moldeo de espesor desigual.
En el procedimiento de moldeo del Documento de Patente 6, se puede producir un miembro estructural por medio de la laminación de un cuerpo impregnado que contiene resina con un material de base seco, y luego por medio del calentamiento y la presurización del laminado resultante en un molde para impregnar un material de base de fibra de refuerzo con una resina termoendurecible en el cuerpo impregnado, y también el cuerpo impregnado puede ser excelente en cuanto a la característica de manejo porque un soporte está impregnado con una resina. Sin embargo, existe el problema de que es necesario perforar la película de resina termoestable con agujeros por los que fluye una resina no curada por calentamiento, por lo que de este modo el procedimiento es complicado. Además, existe el problema de que la resina que se puede rellenar está limitada a una resina sólida a la luz de las fugas de la resina no curada porque la película de resina térmicamente estable está agujereada antes del moldeo.
El Documento de Patente 6 también describe un procedimiento en el que, cuando la película de resina no está perforada con agujeros para que la resina no curada fluya, se suministra una resina no curada que se funde a 290 °C o más, lo que une el extremo de la película con un adhesivo cuya resistencia se reduce cuando la temperatura supera los 200°C. Este procedimiento tiene el problema de que hay una diferencia en el contenido de resina entre el centro y el extremo de un artículo moldeado porque la resina fluye hacia fuera sólo desde el extremo de la película llena de resina no curada. El Documento de Patente 6 no sugiere que la viscosidad de la resina no curada se haga adecuada para la impregnación.
La presente invención se ha llevado a cabo en vista de las situaciones descritas anteriormente, y un objeto de la presente invención es proporcionar un material de suministro de resina que sea excelente en cuanto a la característica de manejo, la característica de soporte de la resina y las características dinámicas como una resina reforzada con fibra, y un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra mediante el uso del material de suministro de resina.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un material de suministro de resina que sea excelente en cuanto a las características de soporte de la resina, la característica de manejo y la conductividad térmica, y un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra mediante el uso del material de suministro de resina. SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS
El objeto reivindicado se define en las reivindicaciones independientes. Otras realizaciones preferentes se definen en las reivindicaciones dependientes.
Un material de suministro de resina de acuerdo con la presente invención es un material de suministro de resina que es adecuado para moldear una resina reforzada con fibra. El material de suministro de resina comprende fibras de refuerzo y una resina, en la que un contenido de peso de fibra Wfi de las fibras de refuerzo, expresado por la siguiente fórmula (I), es del 30% o menos, y/o un contenido de volumen de fibra Vfi de las fibras de refuerzo, expresado por la siguiente fórmula (II), es del 20% o menos
Wfi = Wfl/(Wfl Wrl) x 100 (%) • • • (I)
Wf1: peso de la fibra (g) en el material de suministro de resina
Wr1: peso de la resina (g) en el material de suministro de resina
Vfí = Vfl/Vpl x 100 (%) ■ ■ • (II)
Vf1: volumen de fibra (mm3) en el material de suministro de resina
Vp1: volumen (mm3) de material de suministro de resina
Además, se desvela en la presente memoria un material de suministro de resina que es un material de suministro de resina para moldear una resina reforzada con fibra, el material de suministro de resina que incluye una película de recubrimiento compuesta por una resina termoplástica y una resina termoendurecible, en la que un valor X obtenido al dividir una carga de tracción F en un punto de fluencia como se mide en una prueba de tensión (JIS K7127 (1999)) para la película de recubrimiento por un ancho W de una pieza de prueba es 1 N/mm o más a 25°C y menos de 1 N/mm a una temperatura T como se muestra a continuación.
Temperatura T: temperatura a la que la viscosidad de la resina termoestable es mínima en el calentamiento de la resina termoestable a una tasa de elevación de la temperatura de 1,5°C/minuto desde 30 °C.
Además, se desvela en el presente documento un procedimiento para utilizar fibras de refuerzo, cuyas fibras de refuerzo se van a utilizar en un material de suministro de resina que se utiliza para moldear una resina reforzada con fibras y que incluye fibras de refuerzo y una resina, el procedimiento incluye el uso de las fibras de refuerzo como una red en la que una relación de cambio de espesor R de las fibras de refuerzo antes y después del moldeo, como se expresa por medio de la siguiente fórmula (V), está dentro del intervalo de 1,1 a 10
R = t o / t i • • • (V)
a: espesor inicial (mm) de la banda
t-i: espesor (mm) cuando la banda está presurizada a 0,1 MPa
Una preforma de acuerdo con la presente invención está formada por medio del laminado y la integración del material de suministro de resina de acuerdo con la presente invención, y un material de base.
Un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra de acuerdo con la presente invención incluye moldear una resina reforzada con fibra por medio del calentamiento y la presurización de la preforma de acuerdo con la presente invención para suministrar la resina desde el material de suministro de resina al material de base.
EFECTOS DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con la presente invención, se puede proporcionar un material de suministro de resina que es excelente en cuanto a la característica de soporte de la resina, la característica de manejo y la conductividad térmica, y un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra mediante el uso del material de suministro de resina. De acuerdo con la presente invención, se puede proporcionar un material de suministro de resina que es excelente en cuanto a la característica de manejo, la característica de soporte de resina y las características dinámicas como una resina reforzada con fibra, y un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra mediante el uso del material de suministro de resina.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Fig. 1 es una vista esquemática que muestra una configuración de una preforma.
REALIZACIONES DE LA INVENCIÓN
[Primer aspecto]
La presente invención proporciona un material de suministro de resina que incluye fibras de refuerzo y una resina como se muestra en la Fig. 1. Como se muestra en la Fig. 1, un material de suministro de resina 1 permite moldear una resina reforzada con fibras laminando el material de suministro de resina 1 y un material base 2 para preparar una preforma 3, al calentar y presurizar la preforma 3 en, por ejemplo, un espacio cerrado, y suministrar una resina desde el material de suministro de resina 1 al material base 2.
En este caso, la preforma significa un laminado obtenido por medio de la laminación e integración del material de suministro de resina 1 y el material base 2, y ejemplos de ello pueden incluir un laminado en sándwich en el que una capa más externa de un laminado obtenido por medio de la laminación e integración de un número predeterminado de materiales de suministro de resina 1 se intercala entre los materiales base 2; un laminado alterno en el que los materiales de suministro de resina 1 y los materiales base 2 se laminan alternativamente; y una combinación de los mismos. La formación de la preforma de antemano es preferente porque el material de base 2 puede ser impregnado rápidamente y de manera más uniforme con una resina en un proceso para producir una resina reforzada con fibra.
En un procedimiento para producir una resina reforzada con fibras mediante el uso del material de suministro de resina 1 de la presente invención, es necesario suministrar una resina desde el material de suministro de resina 1 al material base 2, y evitar al mismo tiempo la generación de huecos en la medida de lo posible, y por lo tanto es preferente llevar a cabo el moldeo a presión o el moldeo a presión de vacío. El molde metálico a utilizar para el moldeo puede ser un molde de doble cara compuesto por un cuerpo rígido, o un molde de una sola cara. En el caso de este último, la preforma 3 también puede estar dispuesta entre una película flexible y un molde abierto rígido (en el que la preforma 3 está presurizada porque un espacio entre la película flexible y el molde abierto rígido está despresurizado en comparación con el exterior).
El material de suministro de resina 1 de la presente invención incluye fibras de refuerzo y una resina, y se presenta preferentemente en forma de lámina. En la presente memoria, el espesor del material de base de resina termoestable (B) preferentemente es de 0,5 mm o más, más preferentemente de 1 mm o más, aún más preferentemente de 1,5 mm o más desde el punto de vista de las propiedades de suministro de resina y de las características mecánicas. Desde el punto de vista del grado de libertad de diseño y de la moldeabilidad, el espesor de la lámina preferentemente es de 100 mm o menos, más preferentemente de 60 mm o menos, y aún más preferentemente de 30 mm o menos.
Un contenido de masa Wfi (antes del moldeo) del material de suministro de resina 1, como se expresa en la siguiente fórmula, preferentemente es 0,05 o más, más preferentemente 1,0 o más, aún más preferentemente 1,5 o más. Cuando el contenido de masa Wfi es inferior al 0,5%, la cantidad de resina es excesivamente grande con respecto al material poroso continuo, el material poroso continuo no puede retener la resina, o una gran cantidad de la resina fluye hacia el exterior durante el moldeo. El contenido en peso de fibra Wfi (antes del moldeo) del material de suministro de resina 1 de la presente invención, tal como se expresa en la siguiente fórmula, es preferentemente del 30% o menos, más preferentemente del 22% o menos, y aún más preferentemente del 15% o menos. Cuando el contenido en masa Wfi es superior al 30%, la resina reforzada con fibra puede tener un gran número de huecos debido a una mala impregnación de la resina en el material de base 2. El contenido de masa Wfi se determina de acuerdo con la norma JIS K7075 (1991) (Fiber Content and Void Content Test Methods for Carbón Fiber-Reinforced Plástic).
El contenido de masa Wfi del material de suministro de resina 1 se puede determinar de acuerdo con la norma JIS K7075 (1991) (Procedimientos de ensayo del contenido de fibra y del contenido de huecos para el plástico reforzado con fibra de carbono) mediante el uso de únicamente el material de suministro de resina 1 extraído por medio del pulido o el corte de la preforma. Cuando es difícil medir el contenido de peso de la fibra Wfi en un estado no curado, un material de suministro de resina curado en un estado no presurizado.
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Wf1: peso de la fibra (g) en el material de suministro de resina
Wr1: peso de la resina (g) en el material de suministro de resina
El contenido de volumen Vfi (antes del moldeo) del material de suministro de resina 1 de la presente invención como se expresa en la siguiente fórmula, preferentemente es 0,03 o más, más preferentemente 0,06 o más, aún más preferentemente 1 o más. 0% o más. Cuando el contenido de volumen Vfi es inferior al 0,3%, la cantidad de resina es excesivamente grande con respecto a las fibras reforzadas, las fibras reforzadas no pueden retener la resina, o una gran cantidad de la resina fluye hacia el exterior durante el moldeo. El contenido de volumen de fibra Vfi (antes del moldeo) del material de suministro de resina 1 de la presente invención, tal como se expresa en la siguiente fórmula, es preferentemente del 20% o menos, más preferentemente del 15% o menos, y aún más preferentemente del 10% o menos. Cuando el contenido de volumen Vfi es superior al 20%, la resina reforzada con fibra puede tener un gran número de huecos debido a la mala impregnación de la resina en el material de base 2. El contenido de volumen de fibra Vfi se determina de acuerdo con la norma JIS K7075 (1991) ("Fiber Content and Void Content Test 9Methods for Carbón Fiber-Reinforced Plástic, 1991". En lugar del procedimiento mencionado para determinar el contenido de volumen de fibra Vfi, el contenido de volumen de fibra Vfi se puede determinar a partir de la siguiente fórmula mediante el uso de un espesor T (unidad: mm, valor medido), un peso por unidad de superficie Faw del material de fibra reforzada (unidad: g/m2, valor de catálogo o valor medido), y una densidad p del material de fibra reforzada (unidad: g/cm3, valor de catálogo o valor medido). El espesor T se determina a partir de una media de los espesores del material de suministro de resina 1 en diez puntos seleccionados al azar dentro de un área de 50 mm (longitud) * 50 mm (anchura) mediante el uso de un microscopio. La dirección del espesor es una dirección ortogonal a una superficie de contacto con el material de base 2 que se utilizará en la preforma.
El contenido de volumen de fibra Vfi del material de suministro de resina 1 se puede determinar de acuerdo con la norma JIS K7075 (Fiber Content and Void Content Test Methods for Carbón Fiber-Reinforced Plástic, 1991) mediante el uso de únicamente el material de suministro de resina 1 extraído por medio del pulido o el corte de la preforma que incluye el material de suministro de resina! Cuando es difícil medir el contenido de volumen de fibra Vfi en un estado no curado, un material de suministro de resina curado en un estado no presurizado.
Figure imgf000006_0001
Vf1: volumen de fibra (mm3) en el material de suministro de resina
Vp1: volumen (mm3) de material de suministro de resina
V f i = F a w / p / T l / 10 ( i )
Faw: peso por unidad de superficie (g/m2) de las fibras de refuerzo
p: densidad (g/cm3) de las fibras de refuerzo
T1: espesor (mm) del material de suministro de resina
En el material de suministro de resina 1 de la presente invención, una relación de cambio de peso de resina P del material de suministro de resina 1 antes y después del moldeo, tal como se expresa en la siguiente fórmula, es preferentemente 0,03 o más, más preferentemente 0,05 o más, aún más preferentemente 0,08 o más para minimizar el flujo de salida de la resina, de forma que la resina fluya eficientemente desde el material de suministro de resina 1 al material base 2. Para hacer que la resina fluya desde el material de suministro de resina 1 al material de base 2, de forma que se obtenga una resina reforzada con fibra que tenga un número reducido de huecos, la relación de cambio P preferentemente es 0,99 o menos, más preferentemente 0,7 o menos, y aún más preferentemente 0,5 o menos. Una masa de resina Wr1 en el material de suministro de resina 1 antes del moldeo y una masa de resina Wr2 en el material de suministro de resina 1 después del moldeo se determinan de acuerdo con la norma JIS K7075 (Fiber Content and Void Content Test Methods for Carbon Fiber-Reinforced Plastic, 1991). En el caso de la preforma que incluye el material de suministro de resina 1, los pesos de la resina Wr1 y Wr2 se pueden determinar de acuerdo con la norma JIS K7075 (Fiber Content and Void Content Test Methods for Carbon Fiber-Reinforced Plastic, 1991).mediante el uso de únicamente el material de suministro de resina 1 extraído por medio del pulido o el corte de la preforma
P = Wr2/Wrl
Wr1: masa de resina (g) en el material de suministro de resina antes del moldeo
Wr2: masa de resina (g) en el material de suministro de resina después del moldeo
En el material de suministro de resina 1 de la presente invención, una relación de cambio de contenido de volumen Q en el material de suministro de resina 1 antes y después del moldeo, como se expresa en la siguiente fórmula, preferentemente es 1,1 o más, más preferentemente 1,3 o más, aún más preferentemente 1,5 o más para hacer que la resina fluya desde el material de suministro de resina 1 al material de base 2, de forma que se moldea una resina reforzada con fibra que tiene un número reducido de huecos. Para minimizar el flujo de salida de la resina, de forma que la resina fluya eficientemente desde el material de suministro de resina 1 al material de base 2, la relación de cambio Q preferentemente es 30 o menos, más preferentemente 15 o menos, aún más preferentemente 5 o menos. El contenido de volumen de fibra Vft del material de suministro de resina después del moldeo se determina de acuerdo con la norma JIS K7075 (1991) "Fiber Content and Void Content Test Methods for Carbon Fiber-Reinforced Plastic". En lugar del procedimiento mencionado para determinar el contenido de volumen Vft, el contenido de volumen Vft se puede determinar a partir de la siguiente fórmula mediante el uso de un espesor T (unidad: mm, valor medido), un peso por unidad de superficie Faw del material poroso continuo (unidad: g/m2, valor de catálogo o valor medido), y una densidad p del material poroso continuo (unidad: g/cm3, valor de catálogo o valor medido). El espesor T se determina a partir de una media de los espesores del material de suministro de resina 1 en diez puntos seleccionados al azar dentro de un área de 50 mm (longitud) * 50 mm (anchura). La dirección del espesor es una dirección ortogonal a una superficie de contacto con el material de base 2 que se utilizará en la preforma.
El contenido de volumen de fibra Vft del material de suministro de resina 1 se puede determinar de acuerdo con la norma JIS K7075 (Fiber Content and Void Content Test Methods for Carbon Fiber-Reinforced Plastic, 1991) mediante el uso de únicamente el material de suministro de resina 1 extraído por medio del pulido o el corte de la preforma
Q = V f t / V f i
Vfi: contenido de volumen de fibra (%) antes del moldeo
Vft: contenido de volumen de fibra (%) después del moldeo
V f t = F a w /p /T l /10 (3.)
Faw: peso por unidad de superficie (g/m2) de las fibras de refuerzo
p: densidad (g/cm3) de las fibras de refuerzo
T1: espesor (mm) del material de suministro de resina
En el material de suministro de resina 1 de la presente invención, también es preferente que tanto la relación de cambio P como la relación de cambio Q se encuentren dentro de los intervalos preferidos antes mencionados, respectivamente.
A continuación se describirá la fibra de refuerzo. La fibra de refuerzo para ser utilizada en el material de suministro de resina 1 puede ser una fibra continua para ser utilizada en un material de base unidireccional, un material de base de tejido o similar, pero la fibra de refuerzo preferentemente es una fibra discontinua desde el punto de vista de una característica de suministro de resina. La fibra de refuerzo se presenta de acuerdo con la invención preferentemente en forma de un tejido en el que las fibras están dispersas en forma de haz o de monofilamento, y entre las fibras existen huecos para ser impregnados con una resina. La forma y el formato de la banda no están limitados y, por ejemplo, las fibras de refuerzo pueden estar mezcladas con fibras orgánicas, un compuesto orgánico o un compuesto inorgánico, las fibras de refuerzo pueden estar selladas por otro componente o las fibras de refuerzo pueden estar unidas a un componente de resina. Como forma preferente para producir fácilmente una banda en la que las fibras están dispersas, se puede mencionar, por ejemplo, un material de base que tiene la forma de una tela no tejida obtenida por medio de un procedimiento seco o un procedimiento húmedo y en la que las fibras de refuerzo están suficientemente abiertas, y los monofilamentos están unidos por un aglutinante compuesto por un compuesto orgánico.
Una red compuesta por las fibras de refuerzo que se utilizarán en el material de suministro de resina 1 que se utiliza para moldear una resina reforzada con fibras y que incluye fibras de refuerzo y una resina puede tener una longitud de fibra específica, formar una red fuerte y tener una alta resistencia, y una característica de retroceso por resorte como se describe más adelante. Cuando se utiliza una banda que tiene una alta resistencia y una característica de retroceso por resorte como fibras de refuerzo que forman el material de suministro de resina 1 de la presente invención, se obtiene fácilmente una resina reforzada con fibras que tiene una excelente característica de suministro de resina y una alta resistencia (es decir, el contenido de volumen de fibra se aumenta fácilmente). En este caso, la fuerza de retroceso del resorte se puede definir como un esfuerzo de compresión del alma (fuerza de retroceso del resorte) a una porosidad del 90% de acuerdo con JIS K6400-2 (Hardness and Compressive Deflection - Method A-1, 2012). En las fibras reforzadas, la fuerza de retroceso del resorte en una porosidad del 90% es preferentemente de 5 GPa o más, más preferentemente de 50 GPa o más, aún más preferentemente de 100 GPa o más.
Como tipo de fibras de refuerzo, son preferentes las fibras de carbono, pero las fibras de refuerzo pueden ser fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras metálicas o similares. El tipo de fibras de carbono no está particularmente limitado y, por ejemplo, las fibras de carbono a base de poliacrilonitrilo (PAN), las fibras de carbono a base de brea y las fibras de carbono a base de rayón se pueden utilizar preferentemente desde el punto de vista de un efecto de reducción del peso de la resina reforzada con fibra. Se puede utilizar un tipo de fibras de carbono o una combinación de dos o más tipos de fibras de carbono. Entre ellas, se prefieren las fibras de carbono a base de PAN desde el punto de vista del equilibrio entre la resistencia y el módulo elástico de la resina reforzada con fibra resultante. El diámetro del monofilamento de las fibras de refuerzo preferentemente es de 0,5 pm o más, más preferentemente de 2 pm o más, y aún más preferentemente de 4 pm o más. El diámetro del monofilamento de las fibras de refuerzo preferentemente es de 20 pm o menos, más preferentemente de 15 pm o menos, y aún más preferentemente de 10 pm o menos. La resistencia del filamento de las fibras de refuerzo preferentemente es de 3,0 GPa o más, más preferentemente de 4,0 GPa o más, y aún más preferentemente de 4,5 GPa o más. El módulo elástico del filamento de las fibras de refuerzo preferentemente es de 200 GPa o más, más preferentemente de 220 GPa o más, y aún más preferentemente de 240 GPa o más. Cuando la resistencia del filamento o el módulo elástico de las fibras de refuerzo es inferior a 3,0 GPa o inferior a 200 GPa, respectivamente, puede ser incapaz de obtener las características deseadas como resina reforzada con fibras.
La longitud media de las fibras de refuerzo preferentemente es de 0,1 mm o más, más preferentemente de 1 mm o más, y aún más preferentemente de 2 mm o más. La longitud promedio de las fibras preferentemente es de 100 mm o menos, más preferentemente de 50 mm o menos, y aún más preferentemente de 10 mm o menos. Los ejemplos del procedimiento para medir el diámetro medio de las fibras incluyen un procedimiento en el que las fibras de refuerzo se extraen directamente de un material de base de fibra de refuerzo; y un procedimiento en el que un preimpregnado se disuelve mediante el uso de un disolvente capaz de disolver sólo una resina del preimpregnado, y las fibras de refuerzo restantes se separan por medio de filtración, y se miden por observación microscópica (procedimiento de disolución). Cuando no se dispone de un disolvente capaz de disolver una resina, se menciona, por ejemplo, un procedimiento en el que sólo se quema la resina en un intervalo de temperatura en el que no se produce la pérdida de peso por oxidación de las fibras de refuerzo, y se separan las fibras de refuerzo, y se miden por observación microscópica (procedimiento de quemado). La medición se puede llevar a cabo por medio de la selección aleatoria de 400 fibras de refuerzo, la determinación de las longitudes de las fibras de refuerzo del orden de 1 |jm mediante el uso de un microscopio óptico, y la determinación de las longitudes de las fibras y sus proporciones. En la comparación entre el procedimiento en el que las fibras de refuerzo se extraen directamente de un material de base de fibra de refuerzo y el procedimiento en el que las fibras de refuerzo se extraen de un preimpregnado por medio de un procedimiento de quemado o un procedimiento de disolución, no hay diferencias significativas entre los resultados obtenidos por el primer procedimiento y el segundo siempre que las condiciones se seleccionen adecuadamente.
En este caso, "tener una característica de retroceso por resorte", tal como se ha descrito anteriormente, significa cumplir el siguiente requisito: ti < t2 ^ a donde a es un espesor inicial de la banda; t i es un espesor de la banda cuando la banda se presuriza a 0,1 MPa; y t2 es un espesor de la banda cuando se aplica una carga a la banda, y la carga se retira a continuación. En este caso, las fibras de refuerzo que forman el material de suministro de resina 1 de la presente invención se pueden utilizar de forma que la relación de cambio de espesor R (= to/ti) sea de 1,1 o más, preferentemente de 1,3 o más, más preferentemente de 1,5 o más. Cuando la relación de cambio de espesor R es inferior a 1,1, puede ser incapaz de obtener un producto moldeado que tenga la forma deseada debido al deterioro de la característica de suministro de resina y de la conformabilidad de la forma. En este caso, las fibras de refuerzo que forman el material de suministro de resina 1 de la presente invención se pueden utilizar de forma que la relación de cambio de espesor R sea 10 o menos, preferentemente 7 o menos, más preferentemente 4 o menos. La relación de cambio de espesor tü/t1 es superior a 10, la característica de manipulación del material de suministro de resina 1 se puede deteriorar en la impregnación de una resina. El procedimiento para medir un espesor inicial y un espesor cuando se retira una carga no está particularmente limitado y, por ejemplo, el espesor se puede medir mediante el uso de un micrómetro, un calibre, un dispositivo de medición tridimensional o un medidor de desplazamiento láser, o por medio de una observación microscópica. En la presente memoria, en la observación microscópica, la banda puede ser observada directamente, u observada después de que la banda sea incrustada en una resina termoendurecible, y una sección transversal sea pulida. El procedimiento para medir el espesor cuando se aplica una carga no está particularmente limitado, y por ejemplo, el espesor se puede medir por medio de la aplicación de una carga a la banda compuesta de fibras de refuerzo mediante el uso de un probador de flexión o un probador de compresión, y la lectura de un desplazamiento.
La orientación de las fibras en un plano X-Y de la banda (el plano X-Y está en un plano del material base, y en la presente invención, un eje ortogonal a un determinado eje (eje X) en el plano del material base es un eje Y, y un eje que se extiende en una dirección de espesor del material base (es decir, una dirección vertical al plano del material base) es un eje Z) es preferentemente isotrópica. El promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano X-Y, que se mide por medio del procedimiento de medición descrito más adelante, preferentemente es de 5° o más, más preferentemente de 20° o más, y aún más preferentemente de 30° o más. Cuanto más se acerque al ángulo ideal: 45 grados, mejor. Cuando la media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras es inferior a 5 grados, puede ser necesario considerar una dirección de laminación del material de suministro de resina porque las características dinámicas de la resina reforzada con fibras varían considerablemente en función de la dirección.
Un promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en un plano ortogonal al plano X-Y de la banda, medido mediante un procedimiento de medición como el descrito más adelante, es preferentemente de 5 grados o más, más preferentemente de 10 grados o más, y aún más preferentemente de 20 grados o más para mejorar la característica de soporte de la resina. El promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en un plano ortogonal al plano X-Y del material de base en forma de tela no tejida preferentemente es de 85° o menos, más preferentemente de 80° o menos, y aún más preferentemente de 75° o menos. Cuando la media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras es inferior a 5 grados, o superior a 85 grados, las fibras pueden estar en estrecho contacto unas con otras, lo que provoca el deterioro de la característica de soporte de la resina.
Una masa por unidad de superficie (peso por unidad de superficie) del material poroso continuo en la presente invención preferentemente es de 1 g/m2 o más, más preferentemente de 10 g/m2 o más, aún más preferentemente de 30 g/m2 o más. Cuando la masa por unidad de superficie es inferior a 1 g/m2, la característica de soporte de la resina se puede deteriorar, por lo que es incapaz de retener la cantidad de resina necesaria para el moldeo. Además, en el proceso de producción del material de suministro de resina 1, la característica de manejo puede ser pobre, lo que lleva al deterioro de la trabajabilidad.
Preferentemente, las fibras del material poroso continuo formado por fibras de refuerzo que se utilizan preferentemente en la presente invención están unidas entre sí por un aglutinante. En consecuencia, se mejoran las características de manipulación y la productividad y trabajabilidad, y se puede conservar la estructura de red del material poroso continuo. El aglutinante no está particularmente limitado, y los ejemplos del aglutinante que se utiliza preferentemente incluyen resinas termoplásticas tales como alcohol polivinílico, copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, cloruro de polivinilo, cloruro de polivinilideno, acetato de polivinilo, resinas de policarbonato, resinas a base de estireno, resinas a base de poliamida, resinas a base de poliéster, resinas de sulfuro de polifenileno, resinas de éter de polifenileno modificado, resinas de poliacetal, resinas de polieterimida, resinas de polipropileno, resinas de polietileno, fluororesinas, resinas acrílicas termoplásticas, resinas de poliéster termoplásticas, resinas de poliamidaimida termoplástica, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno, copolímeros de estireno-butadieno y copolímeros de acrilonitrilo-estireno-butadieno; y resinas termoendurecibles tales como resinas de uretano, resinas de melamina, resinas de urea, resinas acrílicas termoendurecibles, resinas de fenol, resinas epoxi y poliéster termoendurecible. Desde el punto de vista de las características dinámicas de la resina reforzada con fibra resultante, se utiliza preferentemente una resina que tenga al menos un grupo funcional seleccionado entre un grupo epoxi, un grupo hidroxi, un grupo acrilato, un grupo metacrilato, un grupo amida, un grupo carboxilo, un ácido carboxílico, un grupo anhídrido ácido, un grupo amino y un grupo imina. Estos aglutinantes se pueden utilizar solos, o en combinación de dos o más de ellos. La cantidad de aglutinante preferentemente es del 0,01% o más, más preferentemente del 0,1% o más, y aún más preferentemente del 1% o más. La cantidad de aglutinante preferentemente es del 20% o menos, más preferentemente del 15% o menos, aún más preferentemente del 10% o menos. Cuando la cantidad de fijación del aglutinante es superior al 20%, puede ser necesario mucho tiempo en un proceso de secado, o la impregnabilidad de la resina se puede deteriorar. Cuando la cantidad de fijación del aglutinante es inferior al 0,01%, puede ser difícil mantener la forma de una banda compuesta de fibras de refuerzo en la presente invención, lo que conduce a un deterioro de la característica de manipulación cuando la banda se utiliza en el material poroso continuo. Más adelante se describirá un procedimiento para medir la cantidad de fijación del aglutinante.
Se describirá la resina que se utilizará en el material de suministro de resina 1 de la presente invención. La viscosidad de la resina termoestable (a) a una temperatura a la que no se produce la reacción de curado preferentemente es de 1000 Pa-s o menos, más preferentemente de 100 Pa-s o menos, y aún más preferentemente de 10 Pa-s o menos. Cuando la viscosidad es superior a 1000 Pa-s, la resina reforzada con fibra resultante puede tener porciones no impregnadas y vacíos porque el material de base 2 descrito posteriormente no está suficientemente impregnado con la resina.
El tipo de resina para su uso en la presente invención no está particularmente limitado, y se puede utilizar una resina termoestable o una resina termoplástica. Cuando la resina es una resina termoendurecible, el calentamiento a una temperatura a la que se cura la resina termoendurecible se lleva a cabo después del moldeo, de acuerdo con lo necesario, además del calentamiento durante el moldeo, de forma que la resina termoendurecible se cure para obtener una resina reforzada con fibra. Cuando la resina es una resina termoplástica, la resina fundida por calentamiento durante el moldeo se enfría para solidificar la resina, de forma que se obtiene una resina reforzada con fibra. Ejemplos de una resina termoestable que es preferente utilizar incluyen una resina epoxi, una resina de éster de vinilo, una resina de fenol, una resina de poliimida termoestable, una resina de poliuretano, una resina de urea, una resina de melamina y una resina de bismaleimida. Además de una sola resina epoxi, se puede utilizar un copolímero de una resina epoxi y una resina termoendurecible, un producto modificado, una resina obtenida por mezcla de dos o más tipos de resinas, etc. Entre los ejemplos de resinas termoplásticas que se utilizan preferentemente se encuentran las resinas de polipropileno, las resinas de polietileno, las resinas de policarbonato, las resinas de poliamida, las resinas de sulfuro de poliarileno, las resinas de sulfuro de polifenileno, las resinas de poliéter-cetona, las resinas de poliéter-cetona, las resinas de poliéter-sulfona, las resinas de poliimida, las resinas de poliamidimida, las resinas de poliéter-imida y las resinas de polisulfona. También se utiliza preferentemente un oligómero cíclico precursor de cualquiera de estas resinas.
El material base 2 que se utilizará en la preforma de la presente invención es un material base de fibra compuesto de fibras de refuerzo, y es un material base de estera compuesto de fibras de refuerzo. En concreto, se utiliza preferentemente una tela no tejida formada por fibras discontinuas o similares. La fibra continua es una fibra de refuerzo en la que un haz de fibras de refuerzo se dibuja y alinea en un estado continuo sin cortar la fibra de refuerzo en fibras cortas. El número de filamentos de un haz de fibras a utilizar en el material de base 2 preferentemente es de 500 o más, más preferentemente de 1500 o más, y aún más preferentemente de 2500 o más. El número de filamentos en un haz de fibras preferentemente es 150000 o menos, más preferentemente 100000 o menos, aún más preferentemente 70000 o menos.
Para aumentar la tasa de impregnación de la resina y mejorar la productividad de la resina reforzada con fibras, es preferente utilizar como material de base 2 una estera compuesta por fibras discontinuas.
Los ejemplos del procedimiento para producir una resina reforzada con fibra mediante el uso del material de suministro de resina 1 de la presente invención incluyen el siguiente procedimiento. En primer lugar, se prepara la preforma 3, que incluye el material de suministro de resina 1 y al menos un material de base 2 seleccionado entre un material de base en forma de lámina, un material de base en forma de tela y un material de base poroso, y se coloca en un molde metálico. El material de suministro de resina 1 se ablanda en el molde metálico a una temperatura elevada, y la resina se suministra al material base 2 por presurización. El procedimiento de presurización preferentemente es el moldeo por presión o el moldeo por vacío-presión. Cuando la resina es una resina termoendurecible, la temperatura durante el suministro de la resina y la temperatura durante el curado puede ser la misma, o diferente cuando la resina es una resina termoestable. Cuando la resina es una resina termoplástica, la temperatura durante el suministro de la resina preferentemente es superior al punto de fusión de la resina en 10 °C o más. La temperatura a la que se solidifica la resina tras el suministro de la misma preferentemente es inferior al punto de fusión de la resina en 10 °C o más, más preferentemente en 30 °C o más, y aún más preferentemente en 50 °C o más. El molde metálico a utilizar para el moldeo puede ser un molde de doble cara compuesto por un cuerpo rígido, o un molde de una sola cara. En el caso de este último, la preforma 3 también puede estar dispuesta entre una película flexible y un molde abierto rígido (en el que la preforma 3 está presurizada porque un espacio entre la película flexible y el molde abierto rígido está despresurizado en comparación con el exterior, como se ha descrito anteriormente).
<Procedimiento para obtener el promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano X-Y>
El promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano X-Y se mide de acuerdo con los siguientes procedimientos I. y II. Como se ha descrito anteriormente, el eje X, el eje Y y el eje Z son ortogonales entre sí, el plano X-Y está dentro del plano del material de base y el eje Z está en la dirección del espesor del material de base.
I. Se mide un promedio de los ángulos de orientación bidimensional con todos los monofilamentos de fibra de refuerzo cruzando ortogonalmente monofilamentos de fibra de refuerzo seleccionados al azar en el plano X-Y. Si hay muchos monofilamentos de fibra de refuerzo que se cruzan con los monofilamentos de fibra de refuerzo, se puede utilizar alternativamente un promedio medido para 20 monofilamentos de fibra de refuerzo que se cruzan seleccionados al azar.
II. La medición en I. se repite cinco veces en total alrededor de otro monofilamento, y el promedio de éste se calcula como el promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras.
El procedimiento para medir un promedio de ángulos de orientación bidimensional de las fibras de un preimpregnado no está particularmente limitado, y se puede mencionar, por ejemplo, un procedimiento en el que la orientación de las fibras de refuerzo se observa desde una superficie de un preimpregnado. En este caso, se prefiere pulir la superficie del preimpregnado para exponer las fibras y poder observar más fácilmente las fibras de refuerzo. También se puede mencionar, por ejemplo, un procedimiento en el que la orientación de las fibras de refuerzo se observa mediante el uso de la luz que pasa a través de un preimpregnado. En este caso, es preferente cortar el preimpregnado en rodajas finas para observar más fácilmente las fibras de refuerzo. También se puede mencionar, por ejemplo, un procedimiento en el que se observa un preimpregnado por medio de transmisión de tomografía computarizada de rayos X, y se toma una imagen de las fibras de refuerzo orientadas. En el caso de las fibras de refuerzo que tienen una alta transparencia a los rayos X, es preferente mezclar las fibras trazadoras con las fibras de refuerzo o aplicar un producto químico trazador a las fibras de refuerzo para observar más fácilmente las fibras de refuerzo.
Cuando es difícil realizar la medición por los procedimientos mencionados, se puede mencionar, por ejemplo, un procedimiento en el que se observa la orientación de las fibras de refuerzo después de retirar una resina sin colapsar la estructura de las fibras de refuerzo. Por ejemplo, la medición se puede llevar a cabo de la siguiente manera: se intercala un preimpregnado entre dos mallas inoxidables, y se fija con un tornillo, etc., para que el preimpregnado no se mueva, se quema un componente de resina y se observa el material base de fibra de refuerzo resultante con un microscopio óptico o un microscopio electrónico.
<Procedimiento para obtener el promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano ortogonal al plano X-Y>
El promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en un plano ortogonal al plano X-Y se mide de acuerdo con los siguientes procedimientos I. y II.
I. Se mide el ángulo de orientación bidimensional de un monofilamento seleccionado al azar en un plano ortogonal al plano X-Y. El ángulo de orientación bidimensional de la fibra se establece en 0 grados cuando es paralela al eje Z, y en 90 grados cuando es vertical al eje Z. En consecuencia, el ángulo de orientación bidimensional de la fibra oscila entre 0 y 90 grados.
II. La medición en la etapa I. se lleva a cabo en 50 monofilamentos en total, y el promedio de los mismos se calcula como el promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano ortogonal al plano X-Y.
El procedimiento para medir un promedio de los ángulos de inclinación de las fibras de un preimpregnado no está particularmente limitado, y se puede mencionar, por ejemplo, un procedimiento en el que la orientación de las fibras de refuerzo se observa desde un plano Y-Z (plano Z-X) de un preimpregnado. En este caso, es preferente pulir una sección transversal del preimpregnado para exponer las fibras y poder observar más fácilmente las fibras de refuerzo. También se puede mencionar, por ejemplo, un procedimiento en el que la orientación de las fibras de refuerzo se observa mediante el uso de la luz que pasa a través de un preimpregnado. En este caso, es preferente cortar el preimpregnado en rodajas finas para observar más fácilmente las fibras de refuerzo. También se puede mencionar, por ejemplo, un procedimiento en el que se observa un preimpregnado por medio de transmisión de tomografía computarizada de rayos X, y se toma una imagen de las fibras de refuerzo orientadas. En el caso de las fibras de refuerzo que tienen una alta transparencia a los rayos X, es preferente mezclar las fibras trazadoras con las fibras de refuerzo o aplicar un producto químico trazador a las fibras de refuerzo para observar más fácilmente las fibras de refuerzo.
<Procedimiento para medir la cantidad de aglutinante>
Se pesan las fibras de carbono (Wi) y se dejan en reposo durante 15 minutos en un horno eléctrico ajustado a una temperatura de 450 °C en un flujo de nitrógeno a una velocidad de 50 litros/minuto, de forma que el aglutinante se descompone térmicamente por completo. Las fibras de carbono se transfieren a un recipiente en un flujo de nitrógeno seco a 20 litros/minuto, se enfrían durante 15 minutos y luego se pesan (W2), y se determina una cantidad de fijación de aglutinante a partir de la siguiente fórmula
binder attachíng amount (%) = (Wi - W2)/Wi x 100
EJEMPLOS
Ejemplo de referencia 1 (fibras de refuerzo (fibras de carbono))
(1) A partir de un copolímero compuesto principalmente por PAN, se prepararon fibras continuas (c-1) que incluían un total de 12.000 monofilamentos por medio de la realización de un hilado, un tratamiento de cocción y un tratamiento de oxidación superficial. Las fibras continuas (c-1) tenían las características que se muestran a continuación.
Diámetro del monofilamento: 7 pm
Masa por unidad de longitud: 0,8 g/m
Peso específico: 1.8
Resistencia a la tracción: 4600 MPa
Módulo elástico de tracción: 220 GPa
Ejemplo de referencia 2 [Resina (resina epoxi (1))
Se preparó una resina mediante el uso de 40 partes en masa de "jER (marca registrada)" 1007 (fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation), 20 partes en masa de "jER (marca registrada)" 630 (fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation), 40 partes en masa de "EPICLON (marca registrada)" 830 (fabricado por DIC Corporation), DICY7 (fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation) como un agente de curado en una cantidad de 0,9 equivalentes en términos de grupos de hidrógeno activos basados en la cantidad de grupos epoxi en todos los componentes de la resina epoxi, y 2 partes en masa de DCMU99 (fabricado por HODo Ga YA CHEMICAL CO., LTD.) como un acelerador de curado.
Ejemplo de referencia 3 (resina (resina epoxi (2))
Se preparó una resina epoxi (2) mediante el uso de 6 partes en masa de "jER (marca registrada)" 630 (fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation), 19 partes en masa de "EPON (marca registrada)" 825 (fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation), 15 partes en masa de diglicidil anilina (fabricado por Nippon Kayaku Co., Ltd.), 60 partes en masa de "Kane Ace (marca registrada)" MX-416 (fabricado por Kaneka Corporation), 31 partes en masa de "jERCURE (marca registrada) W, y 1 parte en masa de DIC-TBC (fabricado por DIC Corporation).
Ejemplo de referencia 4 (película de resina epoxi)
Mediante el uso de un recubridor de rodillo inverso, la resina preparada del Ejemplo de Referencia 2 se aplicó sobre un papel antiadherente para preparar películas de resina con masas por unidad de superficie de 37, 74 y 100 g/m2, respectivamente.
Ejemplo de referencia 5 (Red de fibra de carbono (1))
Las fibras continuas (c1) obtenidas en el Ejemplo de Referencia 1 se cortaron a una longitud de 25 mm por un cortador de cartucho para preparar fibras picadas. Se preparó un líquido de dispersión que incluía agua y un tensioactivo (polioxietilen lauril éter (marca), fabricado por nAcALAI TESQUE, INC.) y que tenía una concentración del 0,1% en masa, y se produjo un material de base para la fabricación de papel por medio de un aparato de producción de materiales de base para la fabricación de papel mediante el uso del líquido de dispersión y las fibras picadas. El aparato de producción incluye un recipiente cilíndrico como un depósito de dispersión que incluye un grifo de apertura en la parte inferior del recipiente y que tiene un diámetro de 1000 mm; y una sección de transporte lineal (ángulo de inclinación: 30 grados) que conecta el tanque de dispersión y un tanque de fabricación de papel. Un agitador está unido a una sección de apertura en la superficie superior del tanque de dispersión, y las fibras picadas y el líquido de dispersión (medio de dispersión) se pueden introducir en el agitador a través de la sección de apertura. El tanque de fabricación de papel es un tanque que incluye un transportador de malla que tiene una superficie de fabricación de papel de 500 mm de ancho en el fondo, y un transportador capaz de transportar un material de base de fibra (material de base de fabricación de papel) está conectado al transportador de malla. En la fabricación de papel, la concentración de fibra en el líquido de dispersión se ajustó para ajustar la masa por unidad de superficie. Aproximadamente el 5% en masa de una solución acuosa de alcohol polivinílico (KURARAY POVAL, fabricado por KURARAY CO., LTD.) como un aglutinante se depositó sobre el material de base de fibra sometido a la fabricación de papel, y se secó en un horno de secado a 140 °C durante 1 hora para preparar los materiales porosos continuos deseados (a-2) y (a-3). La longitud media de las fibras era de 5,8 mm, la media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano X-Y era de 47,3°, y la media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en un plano ortogonal al plano X-Y era de 80,7°.
Ejemplo de referencia 6
La red de fibra de carbono (1) obtenida en el Ejemplo de Referencia 5 se impregnó con la resina epoxi (1) preparada en el Ejemplo de Referencia 2, de forma que se preparó un material de suministro de resina. El proceso de impregnación se describe a continuación.
(1) Unos 1850 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 10 * 10 cm2) obtenida en el Ejemplo de Referencia 4 se dispone sobre la banda de fibra de carbono (1) (tamaño: 10 * 10 cm2) obtenido en el Ejemplo de Referencia 5. (2) El calentamiento se realiza a 0,1 MPa y 70 °C durante aproximadamente 1,5 horas.
El peso por unidad de superficie de las fibras de carbono era de 100 g/m2, el contenido de volumen de las fibras era del 3,0%, y el contenido de peso de las fibras era del 5,0%. Se llevó a cabo una prueba de impregnación mediante el uso del material de suministro de resina obtenido y 15 tejidos secos (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de pieza: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento incluye las siguientes etapas.
(1) El material de suministro de resina obtenido (tamaño: 10 * 10 cm2) se dispone en cada uno de los 15 tejidos secos (Tela fabricada por Toray Industries, Inc: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) (2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70°C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Después del curado, se midió el área de propagación de resina de la capa de suministro de resina, y el resultado mostró que el área de propagación de resina era de 200 cm2. Para la distancia de impregnación, se impregnaron alrededor de 13 capas, incluyendo las capas dispuestas de película de resina.
Ejemplo de referencia 7
La red de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie: 1100 g/m2) obtenido en el Ejemplo de Referencia 5 fue intercalado por un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2), y se impregnó a 40 °C y en vacío y a 2 MPa con la resina epoxi (2) preparada en el Ejemplo de Referencia 3, y luego se calentó a una velocidad de 3°C/minuto, y se mantuvo a 150 °C durante 40 minutos para moldear un compuesto. Se llevó a cabo una prueba de tensión de acuerdo con la norma JIS 7164 (2005), y el resultado mostró que la resistencia del compuesto era de 315,3 MPa.
Ejemplo de referencia 8
Se llevó a cabo una prueba de impregnación mediante el uso de la película de resina epoxi obtenida en el Ejemplo de Referencia 4 y 15 tejidos secos (Tela fabricada por Toray Industries, Inc: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento incluye las siguientes etapas.
(1) 1440 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 10 * 10 cm2) obtenida en el Ejemplo de Referencia 4 se dispone sobre cada uno de los 15 tejidos secos (Tela fabricada por Toray Industries, Inc: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2).
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Tras el curado, se midió el área de propagación de la resina de la capa dispuesta, y el resultado mostró que el área de propagación de la resina era de 320 cm2. Para la distancia de impregnación, se impregnaron alrededor de 8 capas, incluyendo las capas dispuestas de película de resina.
Ejemplo de referencia 9
Una espuma de resina de melamina (fabricada por BASF SE, grado BASOTECT UF, peso por unidad de superficie: 670 g/m2) fue intercalado por un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2), y se impregnó a 40 °C y en vacío y a 2 MPa con la resina epoxi (2) preparada en el Ejemplo de Referencia 3, y luego se calentó a una velocidad de 3 °C/minuto, y se mantuvo a 150 °C durante 40 minutos para moldear un compuesto. Se llevó a cabo una prueba de tensión de acuerdo con la norma JIS 7164 (2005), y el resultado mostró que la resistencia del compuesto era de 42,5 MPa.
(Ejemplo 1)
La red de fibra de carbono (1) obtenida en el Ejemplo de Referencia 5 se impregnó con la resina epoxi (1) preparada en el Ejemplo de Referencia 2, de forma que se preparó un material de suministro de resina. El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) 750 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone en cada una de las superficies delantera y trasera del velo de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 100 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo de Referencia 5. (2) La presurización y el calentamiento se realizan a 0,1 MPa y 70 °C durante aproximadamente 1,5 horas. Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 4,3%, y el contenido de peso de fibra fue del 6,3%.
(Ejemplo 2)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 1 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B tejido liso, peso por unidad de superficie de fibras de carbono: 198 g/m2). El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 1.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 13,8% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 68,1%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,28 y 3,2, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que no había vacíos en la placa plana. En este ejemplo, la presencia o ausencia de huecos se juzgó por la presencia o ausencia de huecos con un diámetro de 5 pm o más en una imagen de observación al microscopio.
(Ejemplo 3)
La red de fibra de carbono (1) obtenida en el Ejemplo de Referencia 5 se impregnó con la resina epoxi (1) preparada en el Ejemplo de Referencia 2, de forma que se preparó un material de suministro de resina. El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) 500 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone en cada una de las superficies delantera y trasera del velo de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 100 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo de Referencia 5. (2) El calentamiento se realiza a 0,1 MPa y 70 °C durante aproximadamente 1,5 horas.
Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 6,2%, y el contenido de peso de fibra fue del 9,1%.
(Ejemplo 4)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 3 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 3.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 16,1% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 61,6%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,38 y 2,6, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que no había vacíos en la placa plana.
(Ejemplo 5)
La red de fibra de carbono (1) obtenida en el Ejemplo de Referencia 5 se impregnó con la resina epoxi (1) preparada en el Ejemplo de Referencia 2, de forma que se preparó un material de suministro de resina. El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) 400 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone en cada una de las superficies delantera y trasera del velo de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 100 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo de Referencia 5. (2) El calentamiento se realiza a 0,1 MPa y 70 °C durante aproximadamente 1,5 horas.
Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 7,7%, y el contenido de peso de fibra fue del 11,1%.
(Ejemplo 6)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 5 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 5.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 16,4% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 63,7%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,43 y 2,1, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que no había huecos en la placa plana.
(Ejemplo 7)
La red de fibra de carbono (1) obtenida en el Ejemplo de Referencia 5 se impregnó con la resina epoxi (1) preparada en el Ejemplo de Referencia 2, de forma que se preparó un material de suministro de resina. El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) 250 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone en cada una de las superficies delantera y trasera del velo de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 100 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo de Referencia 5. (2) El calentamiento se realiza a 0,1 MPa y 70 °C durante aproximadamente 1,5 horas.
Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 11,8%, y el contenido de peso de fibra fue del 16,7%.
(Ejemplo 8)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 7 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 7.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 17,7% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 68,2%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,62 y 1,5, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que no había huecos en la placa plana.
(Ejemplo 9)
La red de fibra de carbono (1) obtenida en el Ejemplo de Referencia 5 se impregnó con la resina epoxi (1) preparada en el Ejemplo de Referencia 2, de forma que se preparó un material de suministro de resina. El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) 1770 g/m1234de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone entre las capas de la banda (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 300 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo de Referencia 5.
(2) El calentamiento se realiza a 0,1 MPa y 70 °C durante aproximadamente 1,5 horas.
Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 10,4%, y el contenido de peso de fibra fue del 14,5%.
(Ejemplo 10)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 9 y un tejido seco (Cloth de Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2). El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 9.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 16,2% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 67,1%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,60 y 1,6, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que había un pequeño número de huecos, y el contenido de huecos era inferior al 5%. En este ejemplo y en los siguientes, el contenido de huecos se calculó como una relación entre el área de huecos y el área total en una imagen de observación microscópica mediante el uso de un software de análisis de áreas de diferentes colores.
(Ejemplo 11)
La red de fibra de carbono (1) obtenida en el Ejemplo de Referencia 5 se impregnó con la resina epoxi (1) preparada en el Ejemplo de Referencia 2, de forma que se preparó un material de suministro de resina. El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) 2630 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone entre las capas del tejido de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 500 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo de Referencia 5.
(2) El calentamiento se realiza a 0,1 MPa y 70 °C durante aproximadamente 1,5 horas.
Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 11,5%, y el contenido de peso de fibra fue del 16,0%.
(Ejemplo 12)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 11 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 11.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 16,9% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 62,7%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,64 y 1,5, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que había un pequeño número de huecos, y el contenido de huecos era inferior al 5%.
(Ejemplo 13)
3000 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone entre las capas del tejido de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 100 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el ejemplo de referencia 5, de forma que se preparó un material de suministro de resina. Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra era del 0,6%, y el contenido de peso de fibra era del 3,2%.
(Ejemplo 14)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 13 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 13.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 17,1% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 62,1%, calculado a partir del espesor de cada capa y el peso por unidad de área de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,11 y 28,5, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que había un pequeño número de huecos, y el contenido de huecos era inferior al 5%.
(Ejemplo 15)
1000 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone entre las capas del tejido de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 100 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el ejemplo de referencia 5, de forma que se preparó un material de suministro de resina. Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra era del 1,1%, y el contenido de peso de fibra era del 9,1%.
(Ejemplo 16)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 15 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 15.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 16,4% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 65,5%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,34 y 14,9, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que había un pequeño número de huecos, y el contenido de huecos era inferior al 5%.
(Ejemplo 17)
1900 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone entre las capas del tejido de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 500 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el ejemplo de referencia 5, de forma que se preparó un material de suministro de resina. Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra era del 12,5%, y el contenido de peso de fibra era del 20,8%.
(Ejemplo 18)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 17 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 17,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 13.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 16,8% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 64,1%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,87 y 1,3, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que había un pequeño número de huecos, y el contenido de huecos era inferior al 5%.
(Ejemplo 19)
4300 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el ejemplo de referencia 4 se dispone entre las capas del tejido de fibra de carbono (1) (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 1200 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el ejemplo de referencia 5, de forma que se preparó un material de suministro de resina. Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra era del 14,5%, y el contenido de peso de fibra era del 21,8%.
(Ejemplo 20)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 19 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 19.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 16,1% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 66,3%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,97 y 1,1, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que había un pequeño número de huecos, y el contenido de huecos era inferior al 5%.
(Ejemplo 21)
La banda de fibra de carbono (1) obtenida en el Ejemplo de Referencia 5 se cortó en 60 piezas de 5 mm de ancho cada una, y estas piezas se dispusieron con el plano X-Y girado hacia el plano Z-X. Se preparó una banda con un peso por unidad de superficie de 220 g/m2. La media de los ángulos de orientación bidimensional en el plano X-Y fue de 8,7°, y la media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en un plano ortogonal al plano X-Y fue de 9,1° (plano Y-Z) o de 45,1° (plano Z-X). La banda obtenida se impregnó con la resina epoxi (1) preparada en el Ejemplo de Referencia 2, de forma que se preparó un material de suministro de resina. El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) 1500 g/m2 de la película de resina epoxi (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenida en el Ejemplo de Referencia 4 se dispone sobre la banda (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 220 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2).
(2) El calentamiento se realiza a 0,1 MPa y 70 °C durante aproximadamente 1,5 horas.
Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 8,8%, y el contenido de peso de fibra fue del 12,8%.
(Ejemplo 22)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo 21 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Se disponen dos capas de tejido seco en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo 21.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
Como se muestra en la Tabla 1(b), la capa de tejido de fibra de refuerzo (capa de suministro de resina) tenía un contenido de volumen de fibra del 17,2% y la capa de tejido tenía un contenido de volumen de fibra del 63,5%, calculado a partir del espesor de cada capa y del peso por unidad de superficie de las fibras de refuerzo en cada capa. La relación de cambio de peso de la resina P y la relación de cambio de volumen de la fibra Q en el material de suministro de resina antes y después del moldeo fueron 0,46 y 2,0, respectivamente. Se observó una sección transversal de la placa plana obtenida, y el resultado mostró que había un pequeño número de huecos, y el contenido de huecos era inferior al 5%.
(Ejemplo 23)
Se midió una tensión de compresión (fuerza de resorte) de la banda que se preparó en el Ejemplo de Referencia 5 y que se utilizaría como fibras de refuerzo que se emplearían en un material de suministro de resina con una porosidad del 90% de acuerdo con JIS K6400-2 (Hardness and Compressive Deflection - Method A-1, 2012), y el resultado mostró que la tensión de compresión de la banda era de 200 kPa como se muestra en la Tabla 2. El espesor inicial to era de 51 mm, el espesor t1 a 0,1 MPa era de 18 mm, y la relación tü/t1 era de 2,8.
(Ejemplo Comparativo 1)
La resina epoxi (2) preparada en el Ejemplo de Referencia 3 tenía una baja viscosidad a temperatura ambiente, y por lo tanto tenía una característica de manejo pobre cuando no había un papel de liberación. De este modo, la resina epoxi (2) era difícil de moldear por RFI (infusión de película de resina).
(Ejemplo Comparativo 2)
El haz de fibra de carbono obtenido en el Ejemplo de Referencia 1 se cortó a una longitud de 25 mm por medio de un cortador de cartucho para preparar un material de suministro de resina. El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) Un haz de fibras de carbono con una longitud de 25 mm se deja caer uniformemente y se dispersa sobre 200 g/m2 de la película de resina obtenida en el Ejemplo de Referencia 4 (peso por unidad de superficie de las fibras de carbono: 200 g/m2, tamaño: 13,8 * 13,8 cm2).
(2) Las fibras de carbono están intercaladas por 200 g/m2 de una película de resina.
(3) Se realiza un tratamiento térmico a 70°C durante aproximadamente 1 hora.
Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 21,6%, y el contenido de peso de fibra fue del 33,3%.
(Ejemplo Comparativo 3)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo comparativo 2 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Dos capas de tela seca (tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de pieza: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) están dispuestos en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el Ejemplo Comparativo 2.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
No se pudo preparar un artículo moldeado con el material del Ejemplo Comparativo 2 porque una sección de la capa superficial del tejido seco no estaba impregnada con la resina.
(Ejemplo Comparativo 4)
Se preparó un material de suministro de resina mediante el uso de un tejido seco (Cloth fabricado por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de impregnación se describe a continuación.
(1) Se disponen 100 g/m2 de la película de resina obtenida en el Ejemplo de Referencia 4 en cada una de las superficies delantera y trasera de un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de parte: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2).
(2) Se realiza un tratamiento térmico a 70°C durante aproximadamente 1 hora.
Como se muestra en la Tabla 1(a), el contenido de volumen de fibra fue del 33,0%, y el contenido de peso de fibra fue del 49,7%.
(Ejemplo Comparativo 5)
Se preparó una placa plana mediante el uso del material de suministro de resina obtenido en el Ejemplo Comparativo 4 y un tejido seco (Tela fabricada por Toray Industries, Inc: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) El procedimiento de moldeo es el que se describe a continuación.
(1) Dos capas de tela seca (tela fabricada por Toray Industries, Inc., número de pieza: CO6343B, tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2) están dispuestos en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (tamaño: 13,8 * 13,8 cm2) obtenido en el ejemplo comparativo 4.
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
No se pudo preparar un artículo moldeado con el material del Ejemplo Comparativo 4 porque una sección de la capa superficial del tejido seco no estaba impregnada con la resina.
(Ejemplo Comparativo 6)
Se midió una tensión de compresión (fuerza de retroceso) de una espuma de resina de melamina (fabricada por BASF SE, grado BASOTECT UF) diferente de las fibras de refuerzo que se iban a utilizar en un material de suministro de resina con una porosidad del 90% de acuerdo con JIS K6400-2 (Hardness and Compressive Deflection - Method A-1, 2012), y el resultado mostró que la tensión de compresión de la banda era de 210 kPa como se muestra en la Tabla 2. El espesor inicial to era de 50 mm, el espesor t1 a 0,1 MPa era de 4 mm, y la relación tü/t1 era de 12,5.
(Ejemplo Comparativo 7)
Un esfuerzo de compresión (fuerza de retroceso) de una espuma de poliuretano a base de poliéter (fabricada por Inoac Corporation, marca: ECT) diferentes de las fibras de refuerzo que se utilizarán en un material de suministro de resina se midió con una porosidad del 90% de acuerdo con JIS K6400-2 (Hardness and Compressive Deflection -Method A-1, 2012), y el resultado mostró que la tensión de compresión de la banda era de 20 kPa como se muestra en la Tabla 2. El espesor inicial to era de 50 mm, el espesor ti a 0,1 MPa era de 2,5 mm, y la relación tü/t1 era de 20.
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T l 21
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La presente divulgación desvela además un material de suministro de resina que incluye una película de recubrimiento compuesta por una resina termoplástica y una resina termoendurecible. Como se muestra en la Fig. 1, un material de suministro de resina 1 permite producir una resina reforzada con fibras laminando el material de suministro de resina 1 y un material base 2 para preparar una preforma 3, al calentar y presurizar la preforma 3 en, por ejemplo, un espacio cerrado, y suministrar una resina termoendurecible desde el material de suministro de resina 1 al material base 2. La resina termoestable sirve como resina matriz para la resina reforzada con fibras. En un procedimiento para producir una resina reforzada con fibras mediante el uso del material de suministro de resina 1 de la presente divulgación, es necesario suministrar una resina termoendurecible desde el material de suministro de resina 1 al material base 2, evitar al mismo tiempo la generación de huecos en la medida de lo posible, por lo que se prefiere llevar a cabo el moldeo por presión o el moldeo por presión al vacío. El molde metálico a utilizar para el moldeo puede ser un molde de doble cara compuesto por un cuerpo rígido, o un molde de una sola cara. En el caso de este último, la preforma 3 también puede estar dispuesta entre una película flexible y un molde abierto rígido (en el que la preforma 3 está presurizada porque un espacio entre la película flexible y el molde abierto rígido está despresurizado en comparación con el exterior).
El material de suministro de resina 1 de la presente divulgación se presenta preferentemente en forma de una lámina que incluye una película de recubrimiento compuesta por una resina termoplástica y una resina termoendurecible. El espesor de la lámina preferentemente es de 0,1 mm o más, más preferentemente de 0,5 mm o más desde el punto de vista de las propiedades de suministro de resina y de las características mecánicas. Desde el punto de vista del grado de libertad de diseño y de la moldeabilidad, el espesor de la lámina preferentemente es de 100 mm o menos, más preferentemente de 60 mm o menos, y aún más preferentemente de 30 mm o menos.
El procedimiento para medir el espesor de una lámina no está particularmente limitado y, por ejemplo, el espesor se puede medir mediante el uso de un micrómetro, un calibre, un dispositivo de medición tridimensional o un medidor de desplazamiento láser.
A continuación se describirá la película de recubrimiento compuesta por una resina termoplástica. Un valor X obtenido al dividir una carga de tracción F en un punto de fluencia medido en una prueba de tensión (JIS K7127 (1999)) para la película de recubrimiento de la presente divulgación por una anchura W de una pieza de prueba es de 1 N/mm o más, preferentemente 2 N/mm o más a 25°C. Cuando el valor X a 25 °C se encuentra en el intervalo mencionado anteriormente, el material de suministro de resina 1 se puede manejar fácilmente sin que se rompa la película de recubrimiento durante el transporte, la laminación y demás del material de suministro de resina 1.
El valor X es inferior a 1 N/mm, preferentemente inferior a 0,5 N/mm a una temperatura T como la indicada a continuación. La temperatura T es una temperatura a la que la viscosidad de la resina termoendurecible es mínima en el calentamiento de la resina termoendurecible a una tasa de elevación de la temperatura de 1,5°C/minuto desde 30 °C. Cuando hay una pluralidad de temperaturas a las que la viscosidad del conjunto termoestable es mínima, la más baja de estas temperaturas se fija en la temperatura T. Cuando el valor X a la temperatura T está en el intervalo mencionado, la película de recubrimiento se rompe durante el moldeo, de forma que la resina termoestable se puede suministrar al material base 2.
Generalmente, una resina termoestable pasa por un procedimiento de fusión para ser curada a medida que se eleva la temperatura. La viscosidad de la resina termoendurecible disminuye en el procedimiento de fusión, y luego pasa a aumentar debido a una reacción de curado. La impregnabilidad del material base 2 mejora a medida que disminuye la viscosidad de la resina termoestable. En consecuencia, la mejor impregnabilidad se puede alcanzar en el caso de que la resina termoendurecible se suministre al material base 2 cuando la viscosidad de la resina termoendurecible es mínima. Por supuesto, no es el caso que la resina termoendurecible pueda ser suministrada al material base 2 sólo cuando la viscosidad de la resina termoendurecible es mínima, sino que la resina termoendurecible puede ser suministrada hasta la etapa inicial de la reacción de curado después del comienzo de la elevación de la temperatura. Una vez que la reacción de curado avanza, de forma que la viscosidad de la resina termoestable aumenta notablemente, se hace difícil suministrar la resina termoestable.
En la presente divulgación, la película de recubrimiento tiene un valor X de menos de 1 N/mm a la temperatura T, es decir, una temperatura a la que la viscosidad de la resina termoestable cambia para aumentar debido a la reacción de curado en el calentamiento de la resina termoestable. Dado que el valor X disminuye a medida que se eleva la temperatura, la película de recubrimiento se rompe a una temperatura igual o inferior a la temperatura T durante el moldeo, de forma que se puede suministrar la resina termoendurecible. Por consiguiente, no se requiere un procedimiento para perforar la película de recubrimiento con agujeros antes del moldeo, etc., y así se puede emplear un procedimiento de moldeo excelente en cuanto a las características del proceso.
En la presente divulgación, la película de recubrimiento suele formar un espacio cerrado. En consecuencia, no es necesario perforar la película de recubrimiento con agujeros antes del moldeo, y una región en la que existe la resina termoendurecible puede ser llevada a un espacio cerrado aislado del entorno exterior por la película de recubrimiento, de forma que no se produzcan fugas de una resina no curada, y por lo tanto también se puede utilizar una resina termoendurecible de baja viscosidad. Por espacio cerrado se entiende un espacio rodeado por una película de recubrimiento impermeable a una resina termoendurecible a 25 °C bajo presión atmosférica, y la película de recubrimiento que forma el espacio puede estar perforada con agujeros a través de los cuales la resina termoendurecible no pasa a 25 °C bajo presión atmosférica.
La forma de la película de recubrimiento no está limitada, pero la película de recubrimiento está preferentemente en forma de película, o en forma de lámina como una membrana porosa. Cuando se utiliza una membrana porosa como película de recubrimiento, se utiliza preferentemente una membrana porosa que tenga un tamaño de poro que no permita que la resina termoendurecible pase a través de la membrana a la luz de la viscosidad de la resina termoendurecible a 25 °C.
El espesor del material de base en forma de película (c) preferentemente es de 1 pm o más y 300 pm o menos, más preferentemente de 1 pm o más y 150 pm o menos, particularmente preferente de 1 pm o más y 100 pm o menos. Cuando el espesor de la película de recubrimiento está en el intervalo mencionado, la característica de manejo se mejora. Cuanto menor sea el espesor de la película de recubrimiento, mejor, dado que se puede aumentar la cantidad de resina termoendurecible por el espesor del material de suministro de resina 1, es decir, la cantidad de resina termoendurecible que se puede suministrar por el espesor del material de suministro de resina 1 aumenta a medida que disminuye el espesor de la película de recubrimiento. Además, cuanto menor sea el espesor de la película de recubrimiento, mejor, dado que el valor X a la temperatura T disminuye para facilitar la rotura de la película de recubrimiento a medida que disminuye el espesor de la misma.
El procedimiento para medir el espesor de la película de recubrimiento no está particularmente limitado, y por ejemplo, el espesor puede ser medido mediante el uso de un micrómetro, o por observación microscópica.
La relación entre la resina termoendurecible y el espacio cerrado es preferentemente del 90% o más, más preferentemente del 95% o más, particularmente preferentemente del 98% o más. La cantidad de resina termoendurecible que se puede suministrar por volumen del material de suministro de resina 1 aumenta a medida que la proporción de la resina termoendurecible con respecto al espacio cerrado es mayor. Cuanto menor sea el número de huecos existentes en el espacio cerrado, mejor, dado que los defectos, como los vacíos, se pueden reducir más fácilmente en la resina reforzada con fibra resultante a medida que disminuye el número de espacios vacíos.
Generalmente, la temperatura a la que la viscosidad de una resina termoendurecible, tal como una resina epoxi, cambia para aumentar en un procedimiento de elevación de temperatura es de 100 °C o más y 200 °C o menos. Por consiguiente, el punto de fusión de la resina termoplástica es preferentemente de 100 °C o más y de 200 °C o menos. Cuando el punto de fusión de la resina termoplástica se encuentra en el intervalo mencionado, la película de recubrimiento se puede fundir para romperse durante el moldeo, lo que permite suministrar la resina termoestable. Cuando el punto de fusión de la resina termoplástica se encuentra en el intervalo mencionado, se facilita la unión térmica, tal como el sellado por calor, el sellado por impulso, la unión por alta frecuencia o la unión por ultrasonidos, de forma que el material de suministro de resina 1 se puede producir a bajo coste.
El componente principal de la resina termoplástica puede ser una resina termoplástica habitual, y no está particularmente limitada, pero se utiliza preferentemente una poliolefina, una poliamida o un poliéster desde el punto de vista de la moldeabilidad y la flexibilidad. El componente principal mencionado aquí es un componente que constituye el 70% en masa o más de la película de recubrimiento. Cuando la película de recubrimiento tiene una gran flexibilidad, se facilita el procedimiento para cubrir una resina termoendurecible con una película de recubrimiento compuesta por una resina termoplástica, y la proporción de la resina termoendurecible con respecto al espacio cerrado formado por la película de recubrimiento se incrementa fácilmente.
La resina termoplástica puede contener además aditivos como una carga y un plastificante. Los ejemplos del relleno que se utiliza preferentemente incluyen rellenos inorgánicos, y rellenos orgánicos que no se funden a la temperatura T, y ejemplos específicos de los mismos pueden incluir mica, perlas de vidrio, sílice, hidróxido de aluminio, óxido de titanio y alúmina. Al presurizar la película de recubrimiento en el momento en que la resistencia a la tracción de la película de recubrimiento se reduce por la elevación de la temperatura durante el moldeo, la película de recubrimiento se puede romper fácilmente con el relleno como punto de iniciación. Este efecto es notable cuando se utiliza un relleno con una relación de aspecto de 2 o más.
La relación de aspecto del relleno es una relación entre la longitud del eje mayor y la longitud del eje menor del relleno, y se puede determinar por medio del siguiente procedimiento. Una muestra obtenida por medio de la dispersión de un relleno en un líquido como el agua, y el vaciado de la dispersión en el vidrio de la diapositiva se observa con un microscopio láser (por ejemplo, VK-9500 fabricado por KEYENCE CORPORATION), y una longitud del eje más largo se mide para cualquier relleno, y se define como una longitud del eje principal. A continuación, para el mismo relleno, se mide una diferencia entre las profundidades focales en la superficie superior del cristal de deslizamiento y en la superficie superior del relleno, y se define como una longitud de eje menor. El eje mayor medido se divide por el eje menor medido para determinar una relación entre el primero y el segundo. Para un total de 100 muestras, la relación entre el eje mayor y el eje menor se determina de la misma manera que se ha descrito anteriormente, y una media de los valores obtenidos se define como relación de aspecto.
Cuando la resina termoplástica contiene un plastificante, puede ser capaz de reducir el valor X en la película de recubrimiento a la temperatura T.
En el calentamiento de la resina termoendurecible a una tasa de elevación de la temperatura de 1,5°C/minuto desde 30 °C, la viscosidad de la resina termoendurecible a una temperatura inferior al punto de fusión de la resina termoplástica en 20 °C es preferentemente de 100 Pa-s o menos. Cuando esta viscosidad es de 100 Pa-s o menos, la resina se suministra rápidamente al material base 2.
La viscosidad de la resina termoestable a 40°C es preferentemente de 0,01 Pa-s o más y de 4000 Pa-s o menos. Cuando esta viscosidad está en el intervalo mencionado, se mejora el seguimiento de un molde, de forma que se puede formar fácilmente una forma complicada tridimensional.
El tipo de resina termoendurecible para su uso en la presente divulgación no está particularmente limitado, y los ejemplos de la resina termoendurecible que se utiliza preferentemente incluyen resinas epoxi, resinas de éster de vinilo, resinas de fenol, resinas de poliimida termoendurecible, resinas de poliuretano, resinas de urea, resinas de melamina y resinas de bismaleimida. Además de una sola resina epoxi, se puede utilizar un copolímero de una resina epoxi y una resina termoendurecible, un producto modificado, una resina obtenida por mezcla de dos o más tipos de resinas, etc.
Los ejemplos del procedimiento para producir el material de suministro de resina 1 de la presente divulgación incluyen el siguiente procedimiento. Una película de resina termoplástica formada en forma tubular por medio de un proceso de película tubular se sella por un lado para preparar una bolsa cerrada por tres lados. Dicha bolsa también se puede preparar por medio de un procedimiento en el que se superponen dos películas de resina termoplástica y se sellan los lados excepto un lado que sirve de abertura para la introducción de la resina termoendurecible, o un procedimiento en el que se dobla una película de resina termoplástica y se sella los lados excepto un lado que sirve de abertura para la introducción de la resina termoendurecible. La resina termoendurecible se introduce en la bolsa obtenida, y la bolsa se sella por el lado de la apertura para producir el material de suministro de resina 1. Cuando la resina termoendurecible se puede formar en forma de película, la resina termoendurecible en forma de película se intercala entre películas de resina termoplástica, y se sella en las partes finales.
El procedimiento de sellado de la película no está particularmente limitado, y entre sus ejemplos se incluye un procedimiento que utiliza un adhesivo, y el sellado por calor, el sellado por impulsos, la unión por alta frecuencia y la unión por ultrasonidos. La preforma 3 en la presente invención incluye el material de suministro de resina 1 y el material de base 2. Normalmente, el material base 2 no contiene una resina matriz, es decir, el material base está en estado seco.
En este caso, la preforma significa un laminado obtenido por medio de la laminación e integración del material de suministro de resina 1 y el material base 2, y ejemplos de ello pueden incluir un laminado en sándwich en el que una capa más externa de un laminado obtenido por medio de la laminación e integración de un número predeterminado de materiales de suministro de resina 1 se intercala entre los materiales base 2; un laminado alterno en el que los materiales de suministro de resina 1 y los materiales base 2 se laminan alternativamente; y una combinación de los mismos. La formación de la preforma de antemano es preferente porque el material de base 2 puede ser impregnado rápidamente y de manera más uniforme con una resina en un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra.
El material base 2 que se utilizará en la preforma en la presente divulgación es un material base de fibra compuesto de fibras de refuerzo, y es un material base de estera compuesto de fibras de refuerzo. En concreto, se utiliza preferentemente una tela no tejida formada por fibras discontinuas o similares.
Para aumentar la tasa de impregnación de la resina termoendurecible y mejorar la productividad de la resina reforzada con fibras, es preferente utilizar como material base 2 una estera compuesta por fibras discontinuas. El número de filamentos de un haz de fibras de las fibras continuas a utilizar en el material de base 2 preferentemente es de 500 o más, más preferentemente de 1500 o más, y aún más preferentemente de 2500 o más. El número de filamentos en un haz de fibras preferentemente es 150000 o menos, más preferentemente 100000 o menos, aún más preferentemente 70000 o menos.
Los ejemplos del procedimiento para producir una resina reforzada con fibra mediante el uso del material de suministro de resina 1 de la presente divulgación incluyen un procedimiento en el que se moldea una resina reforzada con fibra al calentar y presurizar la preforma para suministrar una resina termoendurecible desde el material de suministro de resina 1 al material base 2. Primero, la preforma 3 que incluye el material de suministro de resina 1 y el material de base 2, y se coloca en un molde metálico. El material de suministro de resina 1 se ablanda en el molde metálico a una temperatura elevada, y la resina termoendurecible se suministra entonces al material base 2 mediante presurización. El procedimiento de presurización preferentemente es el moldeo por presión o el moldeo por vacío-presión. La temperatura durante el suministro de la resina y la temperatura durante el curado pueden ser iguales o diferentes. El molde metálico a utilizar para el moldeo puede ser un molde de doble cara compuesto por un cuerpo rígido, o un molde de una sola cara. En el caso de este último, la preforma 3 también puede estar dispuesta entre una película flexible y un molde abierto rígido (en el que la preforma 3 está presurizada porque un espacio entre la película flexible y el molde abierto rígido está despresurizado en comparación con el exterior, como se ha descrito anteriormente). El calentamiento a una temperatura a la que se cura la resina termoendurecible se lleva a cabo después del moldeo, de acuerdo con lo necesario, además del calentamiento durante el moldeo, de forma que la resina termoendurecible se cure para obtener una resina reforzada con fibra. EJEMPLOS
En adelante en la presente memoria, la presente invención se describirá con más detalle a modo de ejemplos. <Materiales>
[Resina termoplástica]
Resina termoplástica (1): 1700J (fabricado por Prime Polymer Co., Ltd., pellet de polietileno de alta densidad, punto de fusión: 135 °C)
Resina termoplástica (2): CM4000 (fabricado por Toray Industries, Inc., resina de poliamida de terpolimerización (poliamida 6/66/610) en pellets, punto de fusión: 150 °C)
Resina termoplástica (3): J106MG (fabricado por Prime Polymer Co., Ltd., pellet de polipropileno, punto de fusión: 165 °C)
Resina termoplástica (4): UPILEX 125S (fabricado por Ube Industries, Ltd., película de poliimida, punto de fusión: ninguno).
Resina termoestable
Resina epoxi (1):
La resina epoxi (1) se preparó mediante el uso de 50 partes en masa de "Araldite (marca registrada)" MY0600 (fabricado por Huntsman Japan KK), 50 partes en masa de "EPICLON (marca registrada)" 830 (fabricado por DIC Corporation), 40 partes en masa de bis(4-aminofenil)sulfona (fabricado por Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 5 partes en masa de hidrazida de ácido 3-hidroxi-2-naftoico (fabricado por Otsuka Chemical Co., Ltd.), y 30 partes en masa de SUMIKAEXCEL 5003P (fabricado por Sumitomo Chemical Company, Limited). La temperatura T a la que la viscosidad de la resina epoxi (1) era mínima era de 138 °C, y la viscosidad a 40 °C era de 2380 Pa-s. Mediante el uso de un recubridor de rodillo inverso, la resina epoxi obtenida (1) se aplicó sobre un papel antiadherente para preparar películas de resina epoxi con masas por unidad de superficie de 100 g/m2 y 37 g/m2, respectivamente. En la presente memoria, cualquiera de estas películas de resina se laminó de acuerdo con un propósito, de forma que se modificara la masa por unidad de superficie de la resina.
Resina epoxi (2):
La resina epoxi (2) se preparó mediante el uso de 6 partes en masa de "jER (marca registrada) " 630 (fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation), 19 partes en masa de "EPON (marca registrada)" 825 (fabricado por Mitsubishi Chemical Corporation), 15 partes en masa de diglicidil anilina (fabricado por Nippon Kayaku Co. , Ltd.), 60 partes en masa de "Kane Ace (marca registrada)" MX-416 (fabricado por Kaneka Corporation), 31 partes en masa de "jERCURE (marca registrada) W, y 1 parte en masa de DIC-TBC (fabricado por DIC Corporation). La temperatura T a la que la viscosidad de la resina epoxi (2) era mínima era de 110 °C, y la viscosidad a 40 °C era de 5,6 Pa-s. <Material de base>
Tejido de fibra de carbono (1): CO6343B (fabricado por Toray Industries, Inc., tejido liso, peso por unidad de superficie: 198 g/m2).
[Relleno]
Relleno (1)
Mica industrial en polvo A-21S (marca) (fabricada por YAMAGUCHI MICA CO., LTD., tamaño medio de partícula: 23 |jm, relación de aspecto: 70)
<Procedimiento para producir material de suministro de resina>
(Ejemplo de referencia 1a)
Mediante el uso de pellets de la resina termoplástica (1), se produjo una película tubular de 10 cm de ancho por medio de un proceso de formación de película tubular, y se cortó a una longitud de 12 cm. La película tenía un espesor de 87 pm. La película tubular se selló con calor en una posición de 1 cm de una de las aberturas para obtener una bolsa. Se introdujeron 6,74 g de la resina epoxi (2) en la bolsa obtenida, y la bolsa se termoselló en una posición de 1 cm de la otra abertura para obtener un material de suministro de resina (1). El material de suministro de resina (1) tenía forma de lámina y un espesor de 0,74 mm.
(Ejemplo de referencia 2a)
Mediante el uso de pellets de la resina termoplástica (3), se produjo una película tubular de 10 cm de ancho por medio de un proceso de formación de película tubular, y se cortó a una longitud de 12 cm. La película tenía un espesor de 93 pm. La película tubular se selló con calor en una posición de 1 cm de una de las aberturas para obtener una bolsa. Se introdujeron 6,74 g de la resina epoxi (2) en la bolsa obtenida, y la bolsa se termoselló en una posición de 1 cm de la otra abertura para obtener un material de suministro de resina (2). El material de suministro de resina (2) tenía forma de lámina y un espesor de 0,75 mm.
(Ejemplo de referencia 3a)
Mediante el uso de pellets de la resina termoplástica (1), se produjo una película tubular de 10 cm de ancho por medio de un proceso de formación de película tubular, y se cortó a una longitud de 12 cm. La película tenía un espesor de 87 pm. La película tubular se selló con calor en una posición de 1 cm de una de las aberturas para obtener una bolsa. La resina epoxi (1) (674 g/m2) con un tamaño de 10 cm * 10 cm se introdujo en la bolsa obtenida, y la bolsa se selló térmicamente en una posición de 1 cm desde la otra abertura para obtener un material de suministro de resina (3). El material de suministro de resina (3) tenía forma de lámina y un espesor de 0,74 mm. (Ejemplo de referencia 4a)
Mediante el uso de pellets de la resina termoplástica (2), se produjo una película por medio de una máquina de prensado, y se cortó a un tamaño de 12 cm * 12 cm. La película tenía un espesor de 128 pm. La resina epoxi (1) (674 g/m2) con un tamaño de 10 cm * 10 cm se intercaló entre las películas obtenidas al cortar una película producida con la resina termoplástica (2). En este caso, la película de resina epoxi se dispuso de forma que se situara en el centro de la película obtenida al cortar una película producida a partir de la resina termoplástica (2). El laminado obtenido fue termosellado en una posición de 1 cm desde el extremo en cada uno de los cuatro lados para obtener un material de suministro de resina (4). El material de suministro de resina (4) tenía forma de lámina y un espesor de 0,82 mm.
(Ejemplo de referencia 5a)
Se mezclaron 5 partes en masa del relleno (1) con 100 partes en masa de gránulos de la resina termoplástica (2) mediante el uso de una extrusora de doble tornillo (fabricada por The Japan Steel Works, LTD.), y la mezcla se formó en gránulos de unos 3 mm mediante el uso de un granulador para filamentos. Con los gránulos obtenidos se fabricó una película con una máquina de prensado y se cortó a un tamaño de 12 cm * 12 cm. La película tenía un espesor de 130 pm. La resina epoxi (1) (674 g/m2) con un tamaño de 10 cm * 10 cm se intercaló entre las películas obtenidas al cortar una película producida a partir de la resina termoplástica (2) y el relleno (1). En este caso, la película de resina epoxi se dispuso de forma que quedara en el centro de la película obtenida al cortar una película producida a partir de la resina termoplástica (2) y el relleno (1). El laminado obtenido se selló con calor en una posición de 1 cm desde el extremo en cada uno de los cuatro lados para obtener un material de suministro de resina (5). El material de suministro de resina (5) tenía forma de lámina y un espesor de 0,82 mm.
En los Ejemplos de Referencia 1a a 5a, el material de suministro de resina se preparó fácilmente.
Ejemplo comparativo
La resina termoplástica (4) se cortó a un tamaño de 12 cm * 12 cm. La película tenía un espesor de 127 pm. Las dos películas así obtenidas se laminaron, y se sellaron al calor en una posición de 1 cm desde el extremo en cada uno de los tres lados mediante el uso de una resina de poliimida sellable, de forma que se obtuvo una bolsa. 6. Se introdujeron 74 g de la resina epoxi (2) en la bolsa obtenida, y la bolsa se selló al calor en una posición de 1 cm desde el extremo en el lado no sellado mediante el uso de una película de poliimida sellable, de forma que se obtuvo un material de suministro de resina (6). El material de suministro de resina (6) tenía forma de lámina y un espesor de 0,82 mm.
(Ejemplo comparativo 2a)
La resina termoplástica (4) se cortó a un tamaño de 12 cm * 12 cm. La resina epoxi (1) (674 g/m2) con un tamaño de 10 cm * 10 cm se intercaló entre las películas obtenidas al cortar una película producida a partir de la resina termoplástica (4). En este caso, la película de resina epoxi se dispuso de forma que se situara en el centro de la película obtenida al cortar una película producida a partir de la resina termoplástica (4). El laminado obtenido se selló con calor en una posición de 0,5 cm desde el extremo en cada uno de los cuatro lados mediante el uso de una película de poliimida sellable, de forma que se obtuvo un material de suministro de resina (7). El material de suministro de resina (7) tenía la forma de una hoja, y tenía un espesor de 0,82 mm. El UPILEX 125S tenía una gran rigidez, por lo que era difícil de disponer a lo largo del laminado de la película de resina epoxi, de forma que la posición de sellado térmico se desplazaba hacia fuera en comparación con los materiales de suministro de resina (1) a (6).
(Ejemplo comparativo 3a)
La resina termoplástica (4) se sometió a un proceso de perforación para proporcionar agujeros con un diámetro de 1 mm a intervalos de 4 mm. La película se cortó a un tamaño de 12 cm * 12 cm. Las dos películas obtenidas de ese modo se laminaron y se sellaron con calor en una posición de 1 cm desde el extremo en cada uno de los tres lados mediante el uso de una resina de poliimida sellable, de forma que se obtuvo una bolsa. La resina epoxi (2) se introdujo en la bolsa obtenida. Sin embargo, la resina epoxi (2) se filtró por los agujeros, por lo que fue difícil obtener un material de suministro de resina.
<Procedimiento para medir el espesor (espesor de la película) de la película de recubrimiento compuesta de resina termoplástica>
Se cortó una película compuesta por una resina termoplástica, que se iba a utilizar como película de recubrimiento, a un tamaño de 10 cm * 10 cm, se midió el espesor de la película en cinco puntos: el centro y las cuatro esquinas, y se calculó una media de los valores medidos. En el caso de una película tubular, se cortó la película para eliminar los solapamientos y se midió. Los resultados de las mediciones se describen en la Tabla 3.
<Procedimiento para medir el espesor del material de suministro de resina>
Un material de suministro de resina colocado en un escenario en un probador de compresión (5582 Floor Type Universal Testing System, fabricado por Instron) fue presionado con un indentador para aplicar una carga de 0,01 N al material de suministro de resina. La distancia entre la superficie superior de la platina y la superficie inferior del indentador en este estado se definió como espesor. Los resultados de las mediciones se describen en la Tabla 3. <Relación de aspecto del relleno>
Una muestra obtenida por medio de la dispersión de un relleno en agua, y el vaciado de la dispersión sobre un vidrio deslizante se observó con un microscopio láser (VK-9500 fabricado por KEYENCE CORPORATION), y se midió la longitud del eje más largo para cualquier relleno, y se definió como longitud del eje mayor. A continuación, para el mismo relleno, se midió una diferencia entre las profundidades focales en la superficie superior del vidrio de deslizamiento y en la superficie superior del relleno, y se definió como una longitud de eje menor. El eje mayor medido se dividió por el eje menor medido para determinar una relación entre el primero y el segundo. Para un total de 100 muestras, se determinó la relación entre el eje mayor y el eje menor de la misma manera que se ha descrito anteriormente, y se definió una media de los valores obtenidos como relación de aspecto.
<Procedimiento para medir la relación entre la resina termoestable y el espacio cerrado en el material de suministro de resina>
(1) La densidad (a) de una película compuesta por una resina termoplástica se mide de acuerdo con el procedimiento A de JIS-K-7112 (1999).
(2) La densidad aparente (b) de una resina termoestable se mide de acuerdo con la norma JIS-K-6911 (1995). (3) La densidad (A) de un material de suministro de resina se mide de acuerdo con el procedimiento A de JIS-K-7112 (1999).
(4) Se mide una masa Ma del material de suministro de resina, y las masas Ma y Mb, respectivamente, de la resina termoplástica y la resina termoendurecible que forman el material de suministro de resina, mediante el uso de una balanza.
La relación entre la resina termoendurecible y un espacio cerrado se calcula a partir de las siguientes fórmulas (I) a (V)
Va = Mft/density (A) • • • (I)
Va = Ma/densíty (a) ■ ■ ■ (II)
Vb = Mb/apparent density (b) ■ • • (III)
Vc = Va - V¿ * * • (IV)
a (%) = V b/V c x 100 • • * (V)
Vc: volumen del espacio cerrado
a: relación entre la resina termoestable y el espacio cerrado
Las proporciones calculadas (%) se describen en la Tabla 3.
<Procedimiento para medir la viscosidad de la resina termoestable>
Se midió la viscosidad de la resina termoestable en las siguientes condiciones. Se utilizó un aparato de medición de la elasticidad dinámica ARES-2KFRTN1-FCO-STD (fabricado por TA Instruments), y se utilizaron placas planas paralelas con un diámetro de 40 mm como herramientas de medición superior e inferior. La resina termoendurecible se colocó de forma que la distancia entre las herramientas superior e inferior fuera de 1 mm, y la viscosidad se midió en modo de torsión (frecuencia de medición: 0,5 Hz) a un ritmo de elevación de la temperatura de 1,5 °C/minuto con la temperatura de inicio de la medición fijada en 30 °C.
La temperatura a la que la viscosidad de la resina medida fue mínima se fijó en T (°C). La temperatura T (°C) y la viscosidad de la resina termoendurecible a una temperatura inferior al punto de fusión de la resina termoplástica en 20 °C, obtenidas en esta medición, se describen en la Tabla 3. En la Tabla 3, la viscosidad de la resina termoestable (b) a una temperatura inferior al punto de fusión de la resina termoplástica en 20 °C se abrevia como "viscosidad de la resina termoestable".
<Procedimiento para medir el punto de fusión de la resina termoplástica>
Se midió el punto de fusión de la resina termoplástica mediante el uso de un calorímetro diferencial de barrido Q2000 (fabricado por TA Instruments) de acuerdo con JIS-K-7121 (1987). Los resultados de las mediciones se describen en la Tabla 3.
<Procedimiento de prueba de tensión de la película de recubrimiento>
Se llevó a cabo un ensayo de tensión mediante el uso de un probador de tensión (5565 Floor Type Universal Testing System, fabricado por Instron) de acuerdo con JIS K7127 (1999). La prueba de tensión se llevó a cabo a 25 °C y a la temperatura T (°C) (por ejemplo, 110 °C para la resina epoxi (1) y 138 °C para la resina epoxi (2). A fin de llevar a cabo el ensayo de tracción a la temperatura T (°C), se introdujo una probeta en un baño termostático con la temperatura interior ajustada a T (°C), y se dejó la probeta en reposo durante 5 minutos, tras lo cual se realizó el ensayo de tracción. Una carga de tracción F en un punto de fluencia se dividió por la anchura de la pieza de ensayo W para obtener un valor X. Cuando la carga de tracción F no estaba por encima del límite de detección de la máquina de ensayo, se determinó que la medición era imposible, y el valor X se evaluó como inferior a 0,01 N/mm. Los resultados de las mediciones se describen en la Tabla 3.
<Evaluación de la moldeabilidad>
Una muestra con la que se obtuvo una resina reforzada con fibra adecuadamente impregnada después del procedimiento de moldeo se calificó como o, y una muestra con la que no se obtuvo una resina reforzada con fibra porque la resina termoendurecible no se suministró desde el material de suministro de resina al material base se calificó como x. Los resultados de la evaluación se describen en la Tabla 4.
(Ejemplo de referencia 6a)
El siguiente proceso de moldeo se llevó a cabo mediante el uso del material de suministro de resina obtenido por el procedimiento mencionado anteriormente, y el material base.
(1) Dos capas de material base (tamaño: 10 cm * 10 cm) están dispuestas en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (1) (tamaño: 10 cm * 12 cm). En este caso, el material base está dispuesto en el centro del material de suministro de resina (1).
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 70 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
La resina epoxi (2) se suministró desde el material de suministro de resina al material base para obtener una resina reforzada con fibra debidamente impregnada.
(Ejemplo de referencia 7a)
Excepto que se utilice el material de suministro de resina (2), se lleva a cabo el mismo procedimiento que en el Ejemplo 6a. La resina epoxi (2) se suministró desde el material de suministro de resina al material base para obtener una resina reforzada con fibra debidamente impregnada.
(Ejemplo de referencia 8a)
El siguiente procedimiento de moldeo se llevó a cabo mediante el uso del material de suministro de resina obtenido por el procedimiento mencionado anteriormente, y el material base.
(1) Dos capas de material base (tamaño: 10 cm * 10 cm) están dispuestas en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (3) (tamaño: l0 cm * 12 cm). En este caso, el material base está dispuesto en el centro del material de suministro de resina (1).
(2) El laminado en la etapa (1) se precalienta a presión cero y 130 °C durante unos 10 minutos mediante el uso de una máquina de prensado.
(3) El laminado se presuriza a 1 MPa.
(4) El laminado se calienta a 180 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
La resina epoxi (1) se suministró desde el material de suministro de resina al material base para obtener una resina reforzada con fibra debidamente impregnada.
(Ejemplo de referencia 9a)
El siguiente procedimiento de moldeo se llevó a cabo mediante el uso del material de suministro de resina obtenido por el procedimiento mencionado anteriormente, y el material base.
(1) Dos capas de material base (tamaño: 10 cm * 10 cm) están dispuestas en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (4) (tamaño: 12 cm * 12 cm). En este caso, el material base está dispuesto en el centro del material de suministro de resina (4).
Posteriormente, se llevan a cabo las mismas etapas que las etapas (2) a (4) en el proceso de moldeo del Ejemplo de Referencia 8a. La resina epoxi (1) se suministró desde el material de suministro de resina al material base para obtener una resina reforzada con fibra debidamente impregnada.
(Ejemplo de referencia 10a)
Excepto que se utilice el material de suministro de resina (5), se lleva a cabo el mismo procedimiento que en el Ejemplo de Referencia 9a. La resina epoxi (1) se suministró desde el material de suministro de resina al material base para obtener una resina reforzada con fibra debidamente impregnada.
(Ejemplo de referencia 11a)
El siguiente procedimiento de moldeo se llevó a cabo mediante el uso del material de suministro de resina obtenido por el procedimiento mencionado anteriormente, y el material base.
(1) Dos capas de material base (tamaño: 10 cm * 10 cm) están dispuestas en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (1) (tamaño: 10 cm * 12 cm). En la presente memoria, el material de base se dispone en el centro del material de suministro de resina (1), y de este modo se prepara una preforma.
(2) La preforma preparada en la etapa (1) se dispuso sobre una placa de metal, y se cubrió con una película, la placa de metal y la película se sellaron entre sí con un material de sellado, y un espacio cubierto por la película se llevó a un estado de vacío (10-1 Pa) mediante el uso de una bomba de vacío.
(3) La preforma se introdujo en un secador con la temperatura interior ajustada a 70 °C mientras la preforma se mantenía en este estado, y se llevó a cabo un precalentamiento durante 10 minutos.
(4) La preforma se calienta a 150 °C a una velocidad de 3 °C/minuto, y luego se mantiene durante 40 minutos para que se cure.
La resina epoxi (2) se suministró desde el material de suministro de resina al material base para obtener una resina reforzada con fibra debidamente impregnada.
En los ejemplos de referencia 6a a 11a, la preforma se preparó fácilmente. En el ejemplo de referencia 11a, se confirmó que el material era adecuado para un procedimiento de moldeo capaz de moldear incluso una forma complicada a baja presión como en el moldeo por presión de vacío. Al utilizar este material, se pudo producir fácilmente una resina reforzada con fibra sin necesidad de utilizar materiales subsidiarios adicionales.
(Ejemplo comparativo 4a)
El siguiente procedimiento de moldeo se llevó a cabo mediante el uso del material de suministro de resina obtenido por el procedimiento mencionado anteriormente, y el material base.
(1) Dos capas de material base (tamaño: 10 cm * 10 cm) están dispuestas en cada una de las superficies delantera y trasera del material de suministro de resina (6) (tamaño: 12 cm * 12 cm). En este caso, el material base está dispuesto en el centro del material de suministro de resina (6).
Posteriormente, se llevan a cabo las mismas etapas que las etapas (2) a (4) en el procedimiento de moldeo del Ejemplo 6.
Como resultado, la resina epoxi (2) no se suministró desde el material de suministro de resina al material base, y por lo tanto no se obtuvo una resina reforzada con fibra. Específicamente, se obtuvo un producto curado de la resina epoxi (2) cubierta con UPILEX, y un material base seco.
(Ejemplo comparativo 5a)
Excepto que se utilice el material de suministro de resina (7), se lleva a cabo el mismo procedimiento que en el Ejemplo 9. Como resultado, la resina epoxi (1) no fue suministrada desde el material de suministro de resina al material base, y por lo tanto no se obtuvo una resina reforzada con fibra. Específicamente, se obtuvo un producto curado de la resina epoxi (1) cubierta con UPILEX, y un material base seco.
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APLICABILIDAD INDUSTRIAL
Un material de suministro de resina de la presente invención, y un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra mediante el uso del material de suministro de resina se utiliza adecuadamente en aplicaciones deportivas, aplicaciones industriales generales y aplicaciones aeroespaciales. Más concretamente, las aplicaciones industriales generales incluyen miembros de dispositivos electrónicos y materiales de reparación/refuerzo, tales como materiales estructurales y subestructura les para automóviles, embarcaciones, molinos de viento, etc., materiales para techos y cajas (carcasas) para bandejas de CI y ordenadores personales portátiles. Las aplicaciones aeroespaciales incluyen materiales estructurales y subestructura les para aviones, cohetes y satélites artificiales.
DESCRIPCIÓN DE LOS SIGNOS DE REFERENCIA
1: Material de suministro de resina
2: Material de base
3: Preforma

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Un material de suministro de resina (1) adecuado para moldear una resina reforzada con fibras, el material de suministro de resina que comprende fibras de refuerzo y la resina, las fibras de refuerzo son fibras discontinuas que están en la forma de una red en la que las fibras discontinuas están dispersas en forma de haz o en forma de monofilamento, y existen espacios para ser impregnados con una resina entre las fibras discontinuas, y las fibras discontinuas en la red están unidas por un aglutinante,
en el que un contenido de volumen de fibra Vfi de las fibras de refuerzo, expresado por medio de la siguiente fórmula (II), es del 20% o menos
Vfí = Vfl/Vpl x 100 (%)■ ■• (II)
Vf1: volumen de fibra (mm3) en el material de suministro de resina
Vp1: volumen (mm3) de material de suministro de resina, y en el que un contenido en peso de fibra Wfi de las fibras de refuerzo, expresado por la siguiente fórmula (I), es del 30% o menos
Wfi = Wfl/(Wfl Wrl) x 100 (%) (I)
Wf1: peso de la fibra (g) en el material de suministro de resina
Wr1: peso de la resina (g) en el material de suministro de resina.
2. El material de suministro de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las fibras de refuerzo forman una banda que tiene una tensión de compresión de 5 kPa o más con una porosidad del 90%.
3. El material de suministro de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que una media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en un plano ortogonal al plano X-Y de las fibras de refuerzo es de 5 a 85 grados, en el que la media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en un plano al plano X-Y se mide en las siguientes etapas I y II
I Se miden los ángulos de orientación bidimensional de la fibra de monofilamentos de refuerzo seleccionados al azar en un plano ortogonal al plano X-Y; El ángulo de orientación bidimensional de la fibra se establece en 0 grados cuando es paralelo al eje Z, y en 90 grados cuando es vertical al eje Z; En consecuencia, el ángulo de orientación bidimensional de la fibra oscila entre 0 grados y 90 grados;
II La medición en la etapa I. se lleva a cabo en 50 monofilamentos en total, y el promedio de los mismos se calcula como el promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano ortogonal al plano X-Y.
4. El material de suministro de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano X-Y de las fibras de refuerzo es de 5 grados o más, en el que la media de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras en el plano X-Y se mide en las siguientes etapas I y II
1 Se mide un promedio de los ángulos de orientación bidimensional con todos los monofilamentos de fibra de refuerzo que se cruzan ortogonalmente con monofilamentos de fibra de refuerzo seleccionados al azar en el plano X-Y; si hay muchos monofilamentos de fibra de refuerzo que se cruzan con los monofilamentos de fibra de refuerzo, se puede utilizar alternativamente un promedio medido para 20 monofilamentos de fibra de refuerzo seleccionados al azar que se cruzan;
II La medición en la etapa I. se repite cinco veces en total alrededor de otro monofilamento, y el promedio de éste se calcula como el promedio de los ángulos de orientación bidimensional de las fibras.
5. El material de suministro de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la fibra de refuerzo es al menos una seleccionada entre una fibra de carbono, una fibra metálica, una fibra de carburo de silicio y una fibra de nitruro de silicio.
6. El material de suministro de resina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la longitud media de las fibras de refuerzo tiene una medida de 0,1 a 100 mm.
7. Una preforma (3) que está formada por medio de la laminación e integración del material de suministro de resina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y un material de base (2).
8. La preforma de acuerdo con la reivindicación 7, en la que el material de base es al menos uno seleccionado entre un material de base de tejido, un material de base unidireccional y un material de base de estera, cada uno de ellos compuesto por fibras de refuerzo.
9. Un procedimiento para producir una resina reforzada con fibra, el procedimiento comprende moldear una resina reforzada con fibra calentando y presurizar la preforma de acuerdo con la reivindicación 7 u 8 para suministrar la resina desde el material de suministro de resina al material de base.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2901054T3 (es) 2015-02-27 2022-03-21 Toray Industries Material de suministro de resina, preforma y método para producir resina reforzada con fibra
ES2762974T3 (es) * 2015-02-27 2020-05-26 Toray Industries Material de suministro de resina, preforma y método para producir resina reforzada con fibra
JP6984414B2 (ja) 2016-02-23 2021-12-22 東レ株式会社 繊維強化複合材料の製造方法
DE102016217227A1 (de) 2016-09-09 2018-03-15 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Herstellung wenigstens eines Teils eines Triebwerksbauteils mittels eines Rohlings aus intumeszentem Material
DE102016217234A1 (de) * 2016-09-09 2018-03-15 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Herstellungsverfahren für einen Schichtverbund mit intumeszentem Material, Schichtverbund und Triebwerksbauteil
US20200346441A1 (en) * 2017-02-02 2020-11-05 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced resin forming material
US11401451B2 (en) 2017-11-20 2022-08-02 L&P Property Management Company Fiber reinforced flexible foams
JP7180446B2 (ja) * 2018-02-28 2022-11-30 東レ株式会社 樹脂供給材料、プリフォーム、およびそれを用いた繊維強化複合材料の製造方法
WO2020196855A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 株式会社Ihi 強度評価装置及び強度評価方法
WO2021039994A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04 日本製鉄株式会社 金属－繊維強化樹脂材料複合体
JP7251523B2 (ja) * 2020-06-15 2023-04-04 トヨタ自動車株式会社 積層状態算出方法、積層状態算出装置及び積層状態算出プログラム
JPWO2022054639A1 (es) * 2020-09-08 2022-03-17
CN112464431B (zh) * 2020-10-22 2023-10-20 中国航空制造技术研究院 一种适于rfi工艺的树脂膜预置量的计算方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07223271A (ja) * 1993-12-16 1995-08-22 Toray Ind Inc 曲がり管とその製造方法および装置
JP2004276355A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Toray Ind Inc プリフォームおよびそのプリフォームを用いた繊維強化樹脂複合体の製造方法
EP2543693B1 (en) * 2004-02-27 2017-09-20 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition for carbon-fiber-reinforced composite material, prepreg, integrated molding, fiber-reinforced composite sheet, and casing for electrical/electronic equipment
JP2006044259A (ja) * 2004-07-07 2006-02-16 Toray Ind Inc 一体化成形品およびその製造方法
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
JP2008208343A (ja) * 2007-02-02 2008-09-11 Toray Ind Inc 切込プリプレグ基材、積層基材、繊維強化プラスチック、および切込プリプレグ基材の製造方法
EP2674447B1 (en) * 2011-02-07 2016-10-05 Teijin Limited Molded object with thickness gradient and process for producing same
WO2012133096A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 東レ株式会社 プリプレグ、および繊維強化複合材料
JP2014095034A (ja) * 2012-11-09 2014-05-22 Toray Ind Inc 成形品及び成形品の製造方法
US10093777B2 (en) * 2012-12-26 2018-10-09 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced resin sheet, integrated molded product and process for producing same
JP5761867B2 (ja) * 2013-01-21 2015-08-12 株式会社日本製鋼所 繊維強化された樹脂基材又は樹脂成形体の製造方法及びこの製造方法に使用する可塑化吐出機
JP6167537B2 (ja) * 2013-02-01 2017-07-26 東レ株式会社 繊維強化プラスチック成形品の製造方法および一体成形品の製造方法
WO2016031005A1 (ja) * 2014-08-28 2016-03-03 帝人株式会社 一方向性の連続繊維と熱可塑性樹脂とを含む複合材料

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