JP2006192745A - Reinforcing fiber base material, preform, fiber reinforced resin molded product and its manufacturing method - Google Patents

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Ikuo Horibe
Hiroki Kihara
Eisuke Wadahara
英輔 和田原
郁夫 堀部
弘樹 木原
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Toray Ind Inc
東レ株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reinforcing fiber base material which is excellent in the impregnation properties of a matrix resin and develops high dynamic characteristics when FRP is molded, and a preform constituted of the reinforcing fiber base material. <P>SOLUTION: The reinforcing fiber base material is constituted by arranging reinforcing fiber yarns at least in one direction and a resin material with a glass transition point of 20-150°C is bonded at least to one side of the reinforcing fiber base material within a range of 5-20 wt.%. In a state that a plurality of the reinforcing fiber base materials are mutually bonded, the ratio R of an impregnation distance L in a 0° direction to an impregnation distance T in a 90° direction: R=(impregnation distance L)/(impregnation distance T) is 1.5-10. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、繊維強化樹脂成形体(以下、FRPと記す。)を製造する際に使用する含浸性に優れた強化繊維基材、前記強化繊維基材を使用したプリフォームおよびそれらを使用して成形したFRPならびにその製造方法に関する。 The present invention is fiber-reinforced resin molded body (hereinafter, referred to as FRP.) Impregnated with excellent reinforcing fiber substrate to be used in manufacturing, by using preforms and their using the reinforcing fiber base molded FRP and methods for the preparation thereof.

より詳しくは、繊維強化材を成形型内に配置し、液状マトリックス樹脂を注入し含浸させた後、硬化させるFRPの製造方法において、含浸性に優れ、かつ、高い力学特性(特に耐衝撃性)をも発現する強化繊維基材、前記強化繊維基材を使用したプリフォームおよびそれらを使用して成形したFRPならびにFRPの製造方法に関する。 More specifically, by placing the fiber reinforcement in a mold is impregnated by injecting a liquid matrix resin, in the manufacturing method of the FRP curing, excellent impregnation properties, and high mechanical properties (especially impact resistance) reinforcing fiber substrate also express concerns preform and FRP and methods FRP manufacturing molded using them using the reinforcing fiber base.

従来より、例えば航空機構造部材などの高品質なFRPが要求されるFRP製造方法として、強化繊維基材に予めマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを用い、このプリプレグを積層毎に強化繊維の配列方向がずれるように積層(例えば疑似等方積層)し、マトリックス樹脂を硬化させるオートクレーブ成形法が多用されている。 Conventionally, for example as FRP manufacturing method of high quality FRP such as an aircraft structural member is required, using the impregnated beforehand matrix resin reinforcing fiber base prepreg, the arranging direction of the reinforcing fiber prepreg for each stack was shifted as laminated (e.g. pseudo-isotropic laminate), autoclave molding method for curing the matrix resin have been widely used.

しかし近年、FRPの成形コストを低減させるためにドライ状態の強化繊維基材の積層体に減圧下でマトリックス樹脂を注入し、硬化させる真空注入成形法が注目されている。 However, in recent years, the matrix resin is injected under vacuum in the laminate of reinforcing fiber base material of the dry state in order to reduce the molding cost of the FRP, vacuum injection molding method has attracted attention for curing. この真空注入成形法は、例えば、ドライ状態の強化繊維基材を積層し、この積層体を成形型をバッグ材で密閉してキャビティを形成し、かかるキャビティを減圧した後、注入口から大気圧を利用してマトリックス樹脂を注入、硬化させるものである。 The vacuum injection molding method, for example, by laminating a reinforcing fiber base material of the dry state, after the laminate mold was sealed in the bag material to form a cavity and vacuum such cavity, the atmospheric pressure from the inlet utilizing injecting matrix resin, in which curing. かかる真空注入成形法においては、強化繊維基材にマトリックス樹脂が含浸できる能力により、成形できる部材形状、大きさ等が制限される。 In such vacuum injection molding method, by the ability to impregnate the matrix resin reinforcing fiber base material, moldable member shape, size, etc. it is restricted. すなわち、含浸性に劣る強化繊維基材は、真空注入成形において幅広い用途に展開できない問題がある。 That is, the reinforcing fiber base material having poor impregnation property, there is a problem that can not be deployed in a wide range of applications in the vacuum injection molding.

かかる問題に対して、特許文献1には、成形用繊維プリフォームの厚み方向(シートの面外方向)に対するそれと直行する層方向(シートの面内方向)の含浸速度比を2以下と規定した強化繊維シートの積層体からなるプリフォームが記載されている。 For such problems, in Patent Document 1, it defines the impregnation rate ratio in the thickness direction of the forming fiber preform layer direction orthogonal to that for (out-of-plane direction of the sheet) (in-plane direction of the sheet) of 2 or less preforms comprised of a laminate of the reinforcing fiber sheet is described. かかる提案によると、平面方向に対して板厚が大きいプリフォームにおいて、特定位置にマトリックス樹脂注入口を配置した場合においては効果がみられるが、板厚に対して平面方向に大きなもの(板厚の薄いもの)に対しては、その効果がほとんど見られない。 According to such a proposal, the plate thickness is large preform to the plane direction, the effect is seen in the case of arranging the matrix resin injection port to a particular location, large in a plane direction with respect to the plate thickness (plate thickness For the thin ones) of, the effect is rarely seen.

また、強化繊維からなるシート、織物、編物などのドライな基材を用いた真空注入成形法によるFRPは、プリプレグを用いたオートクレーブ成形法によるFRPに比べ、力学特性に劣るといった問題があった。 Also, FRP sheet, fabric, by vacuum injection molding method using a dry substrate such as knitted fabric consisting of reinforcing fibers, compared with the FRP by autoclave molding method using a prepreg, there is a problem poor mechanical properties. これは、基材がドライであることも一因であるが、用いるマトリックス樹脂がその樹脂粘度に大きな制約を受け、樹脂自体の力学特性に劣るものしか使用できないことが主因である。 This is the base material is a part because it is dry, the matrix resin used is severely constrained in the resin viscosity, a major cause that can use only inferior in mechanical properties of the resin itself. すなわち、力学特性を向上させるためには、樹脂自体の力学特性に劣るマトリックス樹脂を補う工夫を、基材に盛り込む必要がある。 That is, in order to improve the mechanical properties are devised to compensate for the matrix resin having poor mechanical properties of the resin itself, is necessary to include in the substrate.

かかる問題に対し、特許文献2には、プリフォームの層間に熱可塑性樹脂を存在させて、FRPの強度および層間剥離特性を発現させ、かつ、かかる熱可塑性樹脂は、液状樹脂の移動を妨げない程度に間隙を有し、樹脂含浸を妨げないものであるという旨の技術の提案がある。 To such a problem, Patent Document 2, in the presence of a thermoplastic resin between the layers of the preform, to express FRP strength and delamination characteristics, and the thermoplastic resin does not interfere with the movement of the liquid resin a gap to the extent there is a proposed technique to the effect that those that do not interfere with the resin impregnated. しかしながら、かかる提案における熱可塑性樹脂が基材の層間に存在する場合は、基本的にマトリックス樹脂の含浸を妨げるものであり、間隙を有するという要件は、樹脂の含浸の障害を最小限に止めるに過ぎない。 However, if the thermoplastic resin in such proposals is present between the layers of the substrate, which prevent the impregnated basically the matrix resin, the requirement of having a gap, to stop the failure of a resin impregnated to a minimum only. 換言すれば、FRPの力学特性を向上させる熱可塑性樹脂を基材に付与することにより低下してしまう樹脂の含浸性について、低下を妨げるのではなく抜本的に向上させる(底上げする)技術要件に関する記載は一切ない。 In other words, the impregnation of the resin decreases by applying a thermoplastic resin to improve the mechanical properties of FRP to a substrate, to thereby drastically enhance rather than hinder reduction (to the bottom raising) technical requirements described is not all.

つまり、特許文献1、2をはじめとした従来の技術では、高い力学特性を発現し、かつ含浸性にも優れる強化繊維基材は得られておらず、かかる技術が渇望されている。 In other words, in the conventional technology including the Patent Documents 1 and 2, express high mechanical properties, and reinforcing fiber substrate which is excellent in impregnation property is not obtained, such techniques have been craving.
特開2002−37904号公報 JP 2002-37904 JP 国際公開第WO00/61363号パンフレット International Publication No. WO00 / 61363 pamphlet

本発明は、上記に挙げた問題点を解決する事を課題とする。 The present invention aims to solve the problems listed above. すなわち、本発明は、強化繊維基材、かかる強化繊維基材より構成されるマトリックス樹脂の含浸に優れたプリフォーム、および高い力学特性(特に耐衝撃性)を発現させるFRPおよびその製造方法を提供することを目的とする。 That is, the present invention, the reinforcing fiber substrate, providing that such reinforcing fiber base material excellent preform to impregnate constituted matrix resin than, and high mechanical properties FRP and a manufacturing method thereof is (especially impact resistance) expressing an object of the present invention is to.

上記目的を達成するために、本発明の強化繊維基材は、強化繊維糸条を少なくとも一方向に引き揃えて構成した強化繊維基材であって、少なくともその片表面に、ガラス転移点(Tg)が20〜150℃である樹脂材料が5〜20重量%の範囲で接着しており、複数枚の強化繊維織物同士を接着させた状態において、0°方向の含浸距離Lと、90°方向における含浸距離Tとの比率R=(含浸距離L)/(含浸距離T)が1.5〜10の範囲であることを特徴とするものである(含浸距離L、Tの測定方法は後述)。 To achieve the above object, the reinforcing fiber base material of the present invention is a reinforcing fiber base material constituted by aligned in at least one direction reinforcing fiber yarn, at least on its one surface, a glass transition temperature (Tg ) is bonded in the range a resin material is 5-20% by weight is 20 to 150 ° C., in a state of being adhered to the reinforcing fiber woven fabric with each other plurality, the impregnation distance L 0 ° direction, 90 ° direction is characterized in that the ratio of the impregnation distance T R = (impregnation distance L) / (impregnated distance T) is in the range of 1.5 to 10 in (impregnation distance L, the measuring method of the T will be described later) .

また、本発明のプリフォームは、前記強化繊維基材の2枚以上が、樹脂材料により少なくとも部分的に接着して一体化している強化繊維基材の積層体であることを特徴とするものである。 Moreover, the preform of the present invention, which two or more of the reinforcing fiber base, characterized in that it is a laminate of reinforcing fiber base material are integrated at least partially bonded to a resin material is there.

更に、本発明の繊維強化樹脂成形体は、前記強化繊維基材または前記プリフォームに、マトリックス樹脂が含浸して固化しており、強化繊維含有率が50〜65体積%であることを特徴とするものである。 Furthermore, the fiber-reinforced resin molded article of the present invention, the reinforcing fiber base material or the preform has solidified matrix resin is impregnated, and wherein the reinforcing fiber content is 50 to 65 vol% it is intended to.

本発明の強化繊維基材は、後述する接着・測定条件における含浸距離Lと含浸距離Tとの比率R=(含浸距離L)/(含浸距離T)が1.5〜10の範囲であるため、効率的な樹脂含浸を実現できる。 Since the reinforcing fiber base material of the present invention, the ratio of the impregnation distance L between the impregnation distance T in adhesion and measurement conditions described later R = (impregnation distance L) / (impregnated distance T) is in the range of 1.5 to 10 It makes it possible to implement efficient resin impregnation. 更に、かかる強化繊維基材を用いたFRPは、樹脂材料が接着されているため高い力学特性を発現することができる。 Furthermore, FRP using such reinforcing fiber base material can exhibit high mechanical properties because the resin material is bonded. かかる強化繊維基材およびそれを用いたプリフォームは、真空注入成形法に好適に用いられる。 Such reinforcing fiber base and preform using the same are suitably used in a vacuum casting method.

本発明の強化繊維基材は、強化繊維糸条を少なくとも一方向に引き揃えて構成した強化繊維基材であって、少なくともその片表面に、ガラス転移点(以下、Tgと記す。)が20〜150℃である樹脂材料が5〜20重量%の範囲で接着しており、かつ、次の接着条件で複数枚の強化繊維基材同士を接着させた状態において、次の測定方法における0°方向の含浸距離Lと、90°方向における含浸距離Tとの比率R=(含浸距離L)/(含浸距離T)が1.5〜10の範囲であることを特徴とするものである。 Reinforcing fiber base material of the present invention is a reinforcing fiber base material constituted by aligned in at least one direction reinforcing fiber yarn, at least on its one surface, a glass transition point (hereinafter, referred to as Tg.) 20 is bonded in the range resin material is to 150 DEG ° C. of 5 to 20 wt%, and, in a state of being adhered a plurality of reinforcing fiber substrates to each other under the following bonding conditions, 0 ° in the following measurement methods impregnation distance L direction, in which the ratio of the impregnation distance T in the 90 ° direction R = (impregnation distance L) / (impregnated distance T) is equal to or in the range of 1.5 to 10.

接着条件:(樹脂材料のTg+20)℃の温度において、0.10MPaの圧力にて加圧する。 At a temperature of Tg + 20) ° C. of bonding conditions :( resin material is pressurized at a pressure of 0.10 MPa. 但し、加圧時間は2時間である(Tgの測定方法は後述する。)。 However, pressurization time is 2 hours (method of measuring Tg is described later.).

測定方法:300mm長、100mm幅に裁断した強化繊維基材を所定の方向(0°または90°)に3枚積層して上記接着条件にて接着した積層体を、ガラス板上に配置してバッグフィルムとシーラントとで密封してキャビティを形成し、キャビティ内を真空(5kPa以下)になるように減圧した後、積層体の長手方向における一方の端部からもう一方の端部に向けて、室温(23℃)にて液状樹脂を注入して、一定時間経過した後に含浸した含浸距離を測定する。 Measurement method: 300 mm length, a laminate of reinforcing fiber base material was cut to 100mm width by laminating three sheets in a predetermined direction (0 ° or 90 °) is adhered by the adhesive condition, arranged on a glass plate to form a cavity sealed with bag film and the sealant, and then the pressure was reduced so that the cavity in a vacuum (5 kPa or less), toward the other end from one end in the longitudinal direction of the laminate, by injecting a liquid resin at room temperature (23 ° C.), to measure the impregnation distance impregnated after a certain time. 但し、液状樹脂の粘度は、室温において300mPa・sの範囲のものを使用する。 However, the viscosity of the liquid resin, to use a range of 300 mPa · s at room temperature.

本発明の強化繊維基材は、構成要素として、少なくとも一方向に、かつ、お互いが並行に配列された強化繊維糸条と、その少なくとも片表面に5〜20重量%の範囲で接着している樹脂材料とから構成される。 Reinforcing fiber base material of the present invention, as a component, in at least one direction, and each other and the reinforcing fiber yarns are arranged in parallel, are bonded in the range of 5 to 20 wt% on at least one surface composed of a resin material.

かかる樹脂材料は、かかる強化繊維基材を積層してプリフォームを作製する際に強化繊維基材同士を接着・形態固定し、FRPを成形する場合の取扱性を向上させる(製造コストを低く抑える)第一の機能を果たすものである。 Such resin materials are bonded-form to secure the reinforcing fiber substrate to each other in making a preform by stacking such reinforcing fiber base material, reduce the (production costs to improve the handling properties when molding the FRP ) it is intended to fulfill the first function.

その他にも、FRPにした場合の耐衝撃性を高める第二の機能を果たす。 Besides, fulfilling the second function of increasing the impact resistance when made into FRP. 具体的には、例えば航空機1次構造材などでは、製造中における工具の落下による損傷を受けた場合に備え、高い衝撃付与後の残存圧縮強度(Compression After Impact、以下CAIと記す)が要求される。 More specifically, for example, in aircraft primary structural material, in case of damaged by dropping of the tool during manufacture, high residual compressive strength after impact application (Compression the After Impact, hereinafter referred to as CAI) is requested that. この場合、FRPの強化繊維基材層の間(層間)に高靭性材料を配置して、エネルギー吸収やクラックのストッパーとすることが有効であり、基材の少なくとも片表面に樹脂材料が接着していると第二の機能を発現し耐衝撃性をも向上させることができるのである。 In this case, by disposing a high toughness material between (interlayer) of the FRP reinforcing fiber base layer, it is effective to energy absorption and crack stopper, the resin material is adhered to at least one surface of the substrate If it is not equal, a expressing a second function impact resistance it is possible to improve.

更には、FRPに成形した時の残留応力の緩和等の第三の機能も果たすものである。 Furthermore, it fulfills also the third function of the relaxation or the like of the residual stress at the time of molding to FRP.

かかる樹脂材料による上記機能は、樹脂材料が基材の少なくとも片表面に接着し、基材の表面に偏在していることにより、高いレベルで発揮される。 The function of the resin material, by the resin material is adhered to at least one surface of the substrate, are unevenly distributed on the surface of the substrate, it is exhibited at a high level. より低コストに強化繊維基材を製造することが要求される場合は、片面接着が好ましい。 If it is required to produce a reinforcing fiber substrate in a lower cost, single-sided adhesive is preferred. 強化繊維基材の表裏の使い分けをしたくない場合は、両面接着が好ましい。 If you do not want the front and back of the proper use of the reinforcing fiber base material, double-sided adhesive is preferred.

かかる樹脂材料は、絶乾状態にてDSC(示差走査熱量計、本発明の実施例ではPerkin Elmer社製Pyris 1 DSC)を用いて40℃/minの昇温速度にて計測されたガラス転移点Tgが20〜150℃である(その他の測定方法はASTM D3418に従った)。 Such resin material, absolutely dry by DSC glass transition temperature (differential scanning calorimeter, in the embodiment manufactured by Perkin Elmer Pyris 1 DSC in the present invention) was measured at a Atsushi Nobori rate of 40 ° C. / min with a Tg is 20 to 150 ° C. (other methods of measurement were in accordance with ASTM D3418). より好ましくは30〜140℃、更に好ましくは40〜130℃である。 More preferably 30 to 140 ° C., more preferably from 40 to 130 ° C.. 前記Tgが20℃未満であると、室温で巻き取った形態から基材を解舒する場合に、樹脂材料が基材同士を接着させて強化繊維基材の配向を乱す場合がある。 When the Tg is less than 20 ° C., which may disturb the orientation of the case of unwinding the substrate from a form wound at room temperature, the reinforcing fiber base resin material is to adhere the substrates together. また、室温で樹脂材料の形態が変形しやすく、品質一貫性に劣る。 Also, easily deformed form of the resin material at room temperature, poor quality consistency. 一方、前記Tgが150℃を超えると、樹脂材料を強化繊維基材に接着する場合に高い温度(熱量)が必要となり、製造コストが高くなるだけでなく、例えば、強化繊維糸条に付与されているサイジング剤を劣化させる場合がある。 On the other hand, if the Tg is higher than 0.99 ° C., the temperature (heat) is required higher when bonding the resin material to the reinforcing fiber base material, not only the production cost is high, for example, is applied to the reinforcing fiber yarns which may degrade the sizing agent has.

また、樹脂材料は強化繊維基材の5〜20重量%の範囲で接着している。 Further, the resin material is adhered in the range of 5 to 20 wt% of the reinforcing fiber substrate. より好ましくは7〜17重量%、更に好ましくは9〜14重量%である。 More preferably 7 to 17 wt%, more preferably from 9 to 14 wt%. 樹脂材料が5重量%未満であると、樹脂材料の第一の機能である基材同士の接着を確実に行うことが困難な場合がある。 When the resin material is less than 5 wt%, it may be difficult to perform bonding of the substrate between the first is a primary function of the resin material securely. また、第二の機能である耐衝撃性なども十分に向上することができない。 Further, it is impossible to impact resistance which is the second function, such as also sufficiently improved. 一方、樹脂材料が20重量%を超えると、成形時にマトリックス樹脂を注入する際、その含浸を阻害し含浸性を低下させる場合がある。 On the other hand, when the resin material is more than 20 wt%, when injecting the matrix resin during molding, which may reduce the impregnating ability to inhibit the impregnation.

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to the accompanying drawings preferred embodiments of the present invention.

図1は、本発明の一実施態様を示す強化繊維基材の斜視図である。 Figure 1 is a perspective view of a reinforcing fiber substrate showing one embodiment of the present invention.

図1において、強化繊維基材1では、長手方向に強化繊維糸条2が並行に配列し、少なくとも片面に樹脂材料3が点状に接着している。 In Figure 1, the reinforcing fiber substrate 1, arranged in the reinforcing fiber yarns 2 are parallel to the longitudinal direction, the resin material 3 is adhered to the point-like on at least one surface. かかる樹脂材料3は、5〜20重量%の範囲で接着している。 Such resin material 3 is bonded in the range of 5 to 20 wt%.

本発明の強化繊維基材は、上記接着条件で複数枚の強化繊維織物同士を接着させた状態において、上記測定方法における0°方向の含浸距離Lと、90°方向における含浸距離Tとの比率R=(含浸距離L)/(含浸距離T)が1.5〜10の範囲のものである。 Reinforcing fiber base material of the present invention, the ratio of in a state of being adhered a plurality of reinforcing fiber woven fabric with each other in the bonding conditions, the impregnation distance L 0 ° direction in the measurement method, the impregnation distance T in the 90 ° direction R = (impregnation distance L) / (impregnated distance T) is in a range of 1.5 to 10. より好ましくは1.7〜8、更に好ましくは2〜6の範囲である。 More preferably from 1.7 to 8, more preferably in the range of 2-6. なお、本発明における0°方向とは、強化繊維糸条が配列されている方向を指す。 Note that the 0 ° direction in the present invention refers to a direction in which reinforcing fiber yarns are arranged.

次に、図面を参照して上記接着条件および測定方法を具体的に説明する。 Next, specifically described the bonding conditions and measurement methods with reference to the accompanying drawings.

図2は、含浸距離を測定するための装置の概略斜視図である。 Figure 2 is a schematic perspective view of an apparatus for measuring the impregnation distance.

図3は、含浸距離を測定するための装置の概略断面図である。 Figure 3 is a schematic cross-sectional view of a device for measuring the impregnation distance.

本発明の接着方法および測定方法は、先ず、強化繊維基材を300mm長、100mm幅の長方形に裁断し、所定の方向(0°または90°)に3枚同方向に積層する。 Bonding method and the measurement method of the present invention, first, 300 mm long reinforcing fiber base material was cut into a rectangular 100mm wide, laminated to three same direction in a predetermined direction (0 ° or 90 °). 図2では、強化繊維糸条が配向している0°方向を長手方向として裁断しており、含浸距離Lを測定するための装置構成である(90°方向を長手方向として裁断している場合は、含浸距離Tを測定するための装置構成となる)。 In Figure 2, it has cut the 0 ° direction reinforcing fiber yarns are oriented as longitudinal, if you are cutting a device configuration for measuring the impregnation distance L a (90 ° direction longitudinal is a device configuration for measuring the impregnation distance T). かかる強化繊維基材の積層体を、成形型として用意したガラス板4の上に配置する。 A stack of such reinforcing fiber substrate is placed on a glass plate 4 which is prepared as a mold. 次に、積層体の長手方向における一方の端部に、脱気チャンネル8(アルミ合金製C型チャンネル)を配置し、その脱気チャンネル8と接して吸引口10(ナイロン製チューブ)を設置し、その一端を真空ポンプに接続する。 Then, at one end in the longitudinal direction of the laminate was placed the degassing channel 8 (aluminum alloy C-type channels), established the degassing channel 8 and in contact with the suction port 10 (nylon tube) It connects one end to a vacuum pump. この時に、ブリーザー6(ポリエステル製不織布、1mm厚)を、裁断した基材の長手方向に2cm重なるように積層し、かつ、脱気チャンネル8の空間部とも重なるように配置する。 At this time, breather 6 (polyester nonwoven fabric, 1 mm thick) was laminated so as to overlap 2cm in the longitudinal direction of the cut substrate, and is also arranged so as to overlap with the space portion of the degassing channel 8. もう一方の端部には、液状樹脂注入チャンネル9(アルミ合金製C型チャンネル)、液状樹脂注入口11(ナイロン製チューブ)を設置し、その一端11を液状樹脂の供給元に接続する。 At the other end, the liquid resin injection channel 9 (aluminum alloy C-type channels), placed liquid resin injection port 11 (the nylon tube), connecting the one end 11 to the supply source of the liquid resin. この時に、液状樹脂拡散媒体7(ポリプロピレン製メッシュ、東京ポリマー(株)製ネトロンTSX−400P)を裁断した基材の長手方向に2cm重なるように積層し、かつ、液状樹脂注入チャンネル9の空間部とも重なるように配置する。 At this time, the liquid resin distribution medium 7 are stacked so as to overlap 2cm in the longitudinal direction of the (polypropylene mesh, Tokyo Polymer Co., Ltd. magnetron TSX-400P) was cut substrate, and the space portion of the liquid resin injection channel 9 also it is arranged so as to overlap with. これらをバッグ材12(ナイロン製フィルム)で覆い、成形型4とバッグ材12との間をシール材5で密閉する。 These were covered with bag material 12 (nylon film), to seal between the mold 4 and the bag member 12 with a sealant 5. 樹脂注入口9に設けたバルブを閉め、吸引口8に接続した真空ポンプにてバッグ内の圧力を真空(5kPa以下)に減圧した後、1.5℃/minの速度で(樹脂材料のTg+20)℃の温度まで昇温し、その温度下で2時間、積層体における強化繊維基材同士の接着を行い、2.5℃/minの速度で減圧状態を維持したまま室温(23℃)まで一旦冷却する。 Close the valve provided in the resin injection port 9, after the pressure was reduced in the bag to a vacuum (5 kPa or less) by a vacuum pump connected to the suction port 8 at a rate of 1.5 ℃ / min (Tg + 20 of the resin material ) was heated to a temperature of ° C., 2 hours under the temperature, subjected to adhesion between the reinforcing fiber substrate in the laminate, to room temperature at a rate of 2.5 ° C. / min while maintaining the reduced pressure (23 ° C.) once cooling. 冷却後、室温にて、樹脂注入口のバルブを解放して液状樹脂を注入し、成形型4の裏面から積層体下面の強化繊維基材の樹脂含浸の状態を観察する。 After cooling at room temperature, a liquid resin is injected to release the valve of the resin injection port, to observe the state of the resin-impregnated reinforcing fiber base of the stack the lower surface from the back surface of the mold 4. 一定時間経過した後に注入を中止して、直ちに含浸距離Lを測定する(一定時間の説明については後述する)。 Discontinue infusion after a certain time, and immediately (to be described later for a description of a certain time) the impregnation distance L is measured. また、含浸距離を測定する位置は、プリフォーム幅方向において、その一端から25mm、50mm、75mm、における3点の測定値の平均を用いる。 The position for measuring the impregnation distance, in preform width direction, using 25 mm, 50 mm, 75 mm, an average of the measured values ​​of the three points in the one end thereof. ここで用いる液状樹脂の粘度は、室温において300mPa・sのものとする。 The viscosity of the liquid resin used here, it is assumed in the 300 mPa · s at room temperature. 具体的には、日本化薬(株)製AK−601を用いれば室温において上記の粘度とすることができる。 Specifically, it can be the above viscosity at room temperature by using the AK-601 manufactured by Nippon Kayaku Corporation. なお、粘度測定にはE型粘度計を用いる。 Note that the viscosity measurements using the E type viscometer.

図4は、本発明の含浸距離を測定するための装置の概略平面図である。 Figure 4 is a schematic plan view of an apparatus for measuring the impregnation distance of the present invention.

より具体的には、上述した含浸条件での測定実験において、注入した液状樹脂が強化繊維基材に含浸した状態における一定時間経過後のバッグ材面(またはガラス板面)の平面外観である。 More specifically, in the measurement experiment of impregnation conditions described above, a plan appearance of the bag Zaimen after a predetermined time has elapsed in a state in which injected liquid resin impregnated into the reinforcing fiber substrate (or glass plate surface). 強化繊維基材に樹脂が含浸すると、強化繊維糸条がガラス繊維の場合は白色から透明に変化し、炭素繊維の場合は明るい黒色から深い黒色に変化するため、含浸しているか否かは外観上の色調の変化で明確に認識することができる。 When the resin is impregnated into reinforcing fiber substrate, reinforcing if fiber yarns of glass fibers transparent changes from white to change to a deep black bright black when the carbon fiber, whether appearance impregnates it can clearly perceive a change in the above color tone.

図4(a)において、バッグ材面(またはガラス板面)と接する強化繊維基材1に注入した液状樹脂が、一定時間後に到達した強化繊維基材の0°方向への樹脂到達含浸距離a、b、c、3点の平均含浸距離を0°方向への樹脂含浸距離(含浸距離L)とする。 4 (a), the bag Zaimen (or glass plate surface) liquid resin injected into the reinforcing fiber substrate 1 in contact with the resin reaches impregnated distance a in the 0 ° direction of the reinforcing fiber substrate has reached after a predetermined time , b, an average impregnation distance c, 3 points and resin impregnation distance to the 0 ° direction (impregnation distance L).

図4(b)において、注入した液状樹脂が、一定時間後に到達した強化繊維基材の90°方向への樹脂到達含浸距離a、b、c、3点の平均含浸距離を90°方向への樹脂含浸距離(含浸距離T)とする。 4 (b), the injected liquid resin, the resin reaches impregnated distance a in the 90 ° direction of the reinforcing fiber substrate has reached after a certain time, b, of an average impregnation distance c, 3 points to 90 ° direction the resin impregnation distance (impregnation distance T).
ここでいう一定時間とは、樹脂含浸部の0°方向または90°方向の何れかの樹脂含浸距離にて長い方の樹脂到達含浸距離が120mmに到達した時間か、または、樹脂含浸部の0°方向または90°方向の何れかの樹脂到達含浸距離にて短い方の樹脂含浸距離が40mmに到達した時間の何れか任意の時間とする(ただし、測定開始から1時間経過後において前者と後者のどちらの条件も満たさない場合は、何れか条件を先に満たした時間を一定時間とする)。 The term fixed time and is either longer resin reaches impregnated distance in either resin impregnation distance 0 ° direction or 90 ° direction of the resin-impregnated portion reaches 120mm time, or 0 of the resin-impregnated portion shorter resin impregnation distance in either the resin reached impregnation distance ° direction or 90 ° direction is either any time period that has reached the 40 mm (provided that the former and the latter after a lapse of one hour from the start of measurement If you do not satisfy either condition, the predetermined time period filled earlier one condition). かかる0°方向の樹脂到達含浸距離(含浸距離L)と90°方向における樹脂到達含浸距離(含浸距離T)から、両者の比率を算出し、これを含浸距離の比率Rと定義する。 From such 0 ° direction of the resin reaching the impregnation distance (impregnation distance L) and the resin reaches impregnated distance in 90 ° direction (impregnation distance T), and calculates the ratio of the two, is defined as the ratio R of the impregnation distance it.

以下に、本発明の範囲を満たすことの意義について詳細に説明する。 The following describes in detail the significance of satisfying the scope of the present invention.

真空注入成形法においては、バッグ材面あるいは金型面に設けた注入口から液状のマトリックス樹脂を注入し、強化繊維基材の積層体であるプリフォームに樹脂を含浸させる。 In vacuum injection molding method, by injecting a matrix resin liquid from the injection port formed in a bag Zaimen or mold surface is impregnated with resin into the preform is a laminate of reinforcing fiber base material. ここで、樹脂含浸性に劣る強化繊維基材、ひいてはプリフォームを用いた場合は、得られるFRPの大きさ、形状に関して大きな制約を受ける。 Here, the reinforcing fiber base material having poor resin impregnation property, the case of using the thus preform, the size of the resulting FRP, undergo significant restriction with respect to shape. つまり、含浸できる大きさ、厚み、形態のFRPしか得ることができないのである。 In other words, the impregnation can size, thickness, it is impossible to obtain only the form of the FRP.

これに対し、強化繊維基材が、前記接着条件および含浸条件において含浸距離の比率が本発明の範囲内であると、極めて高い含浸性、すなわち、広い面積を短時間で含浸できる効果を発現する。 In contrast, the reinforcing fiber base material, the ratio of impregnation distance in the bonding conditions and impregnation conditions are within the scope of the present invention, very high impregnation properties, i.e., expressing the effect of impregnation in a short time a large area . すなわち、上記比率Rが1.5〜10の範囲内であることは、0°方向の含浸距離(含浸速度)が、90°方向の含浸距離(含浸速度)よりも十分に早いことを意味する。 In other words, the ratio R is in the range of 1.5 to 10, the 0 impregnation distance ° direction (impregnation rate) is meant that sufficiently faster than impregnation distance 90 ° direction (impregnation rate) . かかる含浸距離の比率であるが故に、特に基材の平面方向の含浸性(広面積の含浸)を根本的に底上げすることができ、所望の大きさ、形態のFRPを得ることができるのである。 Therefore it is the ratio of such impregnation distance, in particular (impregnation of large area) impregnation of the planar direction of the substrate fundamentally able to raise the level, it is possible to obtain desired size, the FRP in the form .

より具体的に図面を用いて、含浸性に優れる理由を詳細に説明する。 Using more specific figures, to explain why excellent impregnation properties in detail.

図5は、液状樹脂が強化繊維基材に含浸していく様子を示す平面投影図である。 Figure 5 is a planar projection view showing a state in which liquid resin is gradually impregnated into the reinforcing fiber substrate.

図5(a)は、本発明の範囲外(比率R=1)の強化繊維基材に液状樹脂が含浸していく平面投影模式図である。 5 (a) is a planar projection schematic diagram liquid resin is gradually impregnated into the reinforcing fiber substrate outside the scope of the present invention (Ratio R = 1).

図5(b)は、本発明の範囲内(比率R=3)の強化繊維基材に液状樹脂が含浸していく平面投影模式図である。 5 (b) is a planar projection schematic diagram liquid resin is gradually impregnated into the reinforcing fiber substrate in the scope of the present invention (Ratio R = 3).

強化繊維基材は、一方向にのみ積層されて用いられることは殆どなく、互いに異なる方向に配列して積層するのが一般的である。 Reinforcing fiber base material, it is hardly used only are stacked in one direction, it is common to stack are arranged in different directions. 具体的には、擬似等方性を示す様に、例えば[−45/0/+45/90/・・・](ここで、数値は基材の方向の角度を示す。)と4方向以上に配列して積層することが多いので、図5においては前記疑似等方積層([−45/0/+45/90/・・・]の4方向)したプリフォームについて説明する。 Specifically, as shown the quasi-isotropic, for example (where numbers indicate the angle of the direction of the substrate.) [-45 / 0 / + 45/90 / ...] and 4 or more directions to since it is often stacked in sequence, the pseudo isotropic laminate ([-45 / 0 / + 45/90 / ...] of four directions) were the preform will be described in FIG.

かかる強化繊維基材を複数枚積層したプリフォームにおいて、強化繊維基材の含浸距離の比率R=1(本発明の範囲外)であると、例えば、図5(a)に示す通り、プリフォームの中心点51から液状樹脂を含浸した場合に、平面方向には同心円状に液状樹脂が含浸していく。 Such reinforcing fiber base material in multiple stacked preform, if it is the ratio R = 1 in the impregnation distance of the reinforcing fiber substrate (outside the scope of the present invention), for example, as shown in FIG. 5 (a), the preform of when impregnated with liquid resin from the center point 51, the planar direction gradually liquid resin impregnated concentrically. この場合、強化繊維基材の各々が異なる方向に配列積層しているプリフォームに対しても、同様に同心円状に液状樹脂が含浸していく(52〜55)。 In this case, reinforced against preforms each fiber substrate are arranged stacked in different directions, will impregnated is likewise concentrically liquid resin (52-55). つまり、各層の含浸領域を重ね合わせた投影平面図としても同心円状の領域となるのである。 That is, even a projection plan view obtained by superimposing the impregnation zone of each layer is of a concentric area.

一方、上記比率Rが本発明の範囲内である1.5〜10(図5(b)では比率R=3)であると、図5(a)のような同心円状ではなく、強化繊維基材の各々が異方性をもって含浸していく。 On the other hand, if the ratio R is 1.5 to 10 is within the scope of the present invention (see FIG. 5 (b) the ratio R = 3), rather than a concentric as in FIG. 5 (a), the reinforcing fiber base each of the wood is gradually impregnated with the anisotropy. すなわち、各基材が各々積層された方向の0°方向に長く(早く)含浸する。 That is, long in the 0 ° direction of the direction of the base materials are laminated respectively (early) impregnated. つまり、各層の含浸領域を重ね合わせた投影平面図としてみると(基材が複数枚積層されたプリフォームとしてみると)、図5(a)の含浸した最大領域52よりも、見かけ上、一層広い領域56に液状樹脂を行き渡らせることができる。 That is, the seen as a projection plan view superimposed impregnated region of the respective layers (the substrate is seen as a plurality of stacked preforms), than the maximum region 52 impregnated in FIG. 5 (a), the apparently more it is possible to spread the liquid resin in a large region 56.

前記領域56を、みかけ上、円として近似できる理由を説明する。 The region 56, apparently explains why can be approximated as a circle. 図5(b)においては、円として近似した領域56において、実際に含浸した領域の重ね合わせた領域は星形であり、その星形の突出した部分の厚み方向の全ての層に液状樹脂が含浸されているわけではない。 In FIG. 5 (b), in the region 56 that approximates a circle, was actually overlapped with the impregnated region area is star-shaped, all the layers in the liquid resin in the thickness direction of the projecting portion of the star-shaped not have been impregnated. しかしながら、例えば含浸している領域57において、その星形に突出した部分は液状樹脂を供給する起点が如き役割を果たし、平面方向に含浸していない領域58、および、厚み方向に含浸していない層への含浸を促進する。 However, for example, in in which the region 57 impregnated, portion projecting to the star acts such that the starting point for supplying the liquid resin, the region 58 not impregnated in the planar direction, and, not impregnated in the thickness direction to promote the impregnation of the layer. すなわち、含浸している領域の突出部分から、平面方向に含浸していない強化繊維基材、および、厚み方向に含浸していない隣接している強化繊維基材へ容易に含浸が進んでいくため、円として近似した領域56は、実質的に含浸している領域ということができる。 That is, the projecting portion of the area is impregnated, reinforcing fiber base material not impregnated in the planar direction, and, since the proceed easily impregnate into the reinforcing fiber substrate which is adjacent not impregnated in the thickness direction , region 56 that approximates a circle, it can be said that a region which is substantially impregnated.

本発明は、かかる含浸する挙動を見出し、かかる含浸挙動に基づき、含浸距離の比率Rが本発明の範囲であると、広大な面積を含浸させるのに格段の効果があることを見出したものである。 The present invention finds the behavior of such impregnation, based on such impregnation behavior, the ratio R of the impregnation distance is in the range of the present invention, which has found that there is a remarkable effect to impregnate a vast area is there. かかる点は、本発明の大きな特徴といえる。 This point can be considered a major feature of the present invention.

上述の通り、比率Rが1.5未満であると、上述の本発明の効果が十分に発現せずに含浸性に劣る。 As described above, the ratio R is less than 1.5, less impregnation property without effects sufficiently exhibited in the present invention described above. また、Rが10を超えると面内方向への樹脂含浸性の異方性が極端に大きくなることにより、図5(b)にて円として近似した領域における含浸していない領域58の部分が大きくなり過ぎ、実質的に含浸している領域と見なせなくなり、厚み方向にも、平面方向にも、未含浸部分が生じやすくなる。 Further, by the R exceeds 10 the anisotropy of the resin impregnation of the plane direction is extremely large, the portion of region 58 which is not impregnated in the areas approximated as a circle in FIG. 5 (b) increases and too, will not be regarded as a region that substantially impregnation, also the thickness direction but also in the planar direction, unimpregnated portions easily occurs.

本発明の強化繊維基材は、強化繊維糸条を用いて形成され、その形態としては、種々のものを用いることができる。 Reinforcing fiber base material of the present invention is formed by using a reinforcing fiber yarn, as is its form, it can be used various ones. 例えば、平織や綾織や繻子織等の組織の織物(一方向性、二方向性、三次元性織物等)、編物、組物、強化繊維糸条が一方向に引き揃えられた一方向シート、一方向性シートをその方向性を異ならしめて二層以上重ね合わせて一体化した多方向性シート等が挙げられる。 For example, woven tissues, such as woven plain weave or twill or satin (unidirectional, bi-directional, three-dimensional textile, etc.), knitted, braided, unidirectional sheet reinforcing fiber yarns were aligned in one direction, multi-directional sheets with an integrated unidirectional sheet by overlapping the directional and different tighten two or more layers and the like. 基材は、ステッチ糸、結節糸、樹脂材料等による各種接合手段により、複数の基材を一体化したものであってもよい。 The substrate, stitch yarn, knot yarn, by various joining means by a resin material or the like, may be formed by integrating a plurality of substrates.

特に複合材料が輸送機器等の構造部材として用いられる場合には、基材には、非常に高い力学特性(特に0°圧縮強度)が要求される。 Especially if the composite material is used as a structural member, such as a transportation equipment, the base material, very high mechanical properties (in particular 0 ° compressive strength) is required. 従って、より高い力学特性を得る観点からは、基材は二方向性織物のようにたて糸とよこ糸とのクリンプが発生することのない、一方向性織物または一方向性シートの形態であることが好ましい。 Therefore, from the viewpoint of obtaining a higher mechanical properties, it substrate is never generated crimp of warp and weft as bidirectional fabric, in the form of a uni-directional woven fabric or unidirectional sheet preferable.

かかる一方向性織物とは、一方向にお互いが並行に配列された強化繊維糸条と、その直交方向にお互いが並行に配列された補助繊維糸条とが、織組織を形成しているものである。 Those such as unidirectional woven fabric, a reinforcing fiber yarns each other are arranged in parallel in one direction, the auxiliary yarns of each other are arranged in parallel to the orthogonal direction to form a weave it is. 図6に一方向性織物を示す(本発明の強化繊維基材の一実施態様に係る斜視図)。 It shows a uni-directional woven fabric in FIG. 6 (a perspective view according to an embodiment of the reinforcing fiber substrate of the present invention).

図6に示すように、強化繊維糸条であるたて糸2と、補助繊維糸条であるよこ糸61とが平織組織を形成している。 As shown in FIG. 6, the warp 2 is a reinforcing fiber yarns, and the weft 61 is an auxiliary fiber yarns form a plain weave. たて糸2とよこ糸61との交錯によって、たて糸2とよこ糸61との間に空隙部を形成でき、かかる空隙部は樹脂の流路となりえる。 By crossing the warp 2 and the weft 61, can form the gap portion between the warp 2 and the weft 61, such void portion can be a flow path of the resin.

また、かかる一方向性シートとは、一方向にお互いが並行に配列された強化繊維糸条と、シート状支持体(メッシュ、不織布、織布、編物、など)または補助繊維糸条とによって形態保持された不織組織のものを指す。 Moreover, a such unidirectional sheets, forms a reinforcing fiber yarns each other are arranged in parallel in one direction, the sheet-like support (mesh, non-woven, woven, knit, etc.) or by the auxiliary yarns It refers to those of the held non-woven tissue. かかる一方向性シートは、図1に示されている(形態保持するシート状支持体または補助繊維糸条は図示せず)。 Such unidirectional sheets is shown in FIG. 1 (a sheet-like support or auxiliary fiber thread to form held not shown).

一方、真空注入成形法における液状マトリックス樹脂の含浸という観点からは、いかに強化繊維基材の平面方向に拡散させた後、厚み方向に含浸させるかが重要となってくる。 Meanwhile, from the viewpoint of impregnation of the liquid matrix resin in the vacuum injection molding method, after how is diffused in the planar direction of the reinforcing fiber substrate, or impregnated in the thickness direction it becomes important. なかでも、取り扱い性を向上させたり、FRPの力学特性(特に耐衝撃性)を向上させるために強化繊維基材に接着用の樹脂材料により強化繊維基材同士を接着させたプリフォームにおいては、かかる樹脂材料がマトリックス樹脂の含浸を阻害する場合があり、特に厚み方向の含浸性が低下することがある。 Among them, or to improve the handling property, the FRP of the mechanical properties preforms (especially impact resistance) to adhere the reinforcing fiber base material to each other by a resin material for bonding the reinforcing fiber base in order to improve the it may take the resin material to inhibit the impregnation of the matrix resin, particularly that impregnation of the thickness direction is reduced.

ここで、強化繊維基材におけるマトリックス樹脂の含浸は、強化繊維糸条間に形成される隙間や強化繊維糸条を構成する単繊維同士の空隙部に沿って進行し易い。 Here, the impregnation of the matrix resin in the reinforcing fiber substrate, easily traveling along the air gap of the single fibers constituting the clearance or reinforcing fiber yarns formed between the reinforcing fiber yarns.

しかしながら一方、より樹脂が流れやすいように大きな隙間を形成させると、かかる部分がFRPにした際に樹脂リッチ部分となり、成形時の硬化温度と常温との温度差によりサーマルクラックと呼ばれるクラックが発生しやすい部分ともなる。 However other hand, when forming a large gap to facilitate more resin flows becomes resin-rich portions in such moieties has the FRP, cracks called thermal cracks are generated due to the temperature difference between the curing temperature and the room temperature at the time of molding it becomes easy part. サーマルクラックとは、硬化温度により樹脂が収縮するのに対し、強化繊維は寸法変化が殆どないことから発生するものである。 The thermal cracking, whereas the resin is contracted by the curing temperature, the reinforcing fibers are those generated since there is almost no dimensional change. 特に航空機構造部材においては、耐熱性が要求されることからFRPの成形時の樹脂の硬化温度も高くなり、よりサーマルクラックが発生しやすくなる。 Particularly in aircraft structural member, the curing temperature of the resin during molding of the FRP because the heat resistance is required is also increased, the more the thermal cracking is likely to occur. 従って、力学特性の低下の原因となるサーマルクラックを発生しないようにしつつ樹脂含浸性を向上させるために、本発明の強化繊維基材では、強化繊維糸条間の隙間の距離が0.1〜0.8mmの範囲であることが好ましい。 Therefore, in order to improve the resin impregnating ability while preventing generate causal thermal cracking of reduction in mechanical properties, in the reinforcing fiber base material of the present invention, 0.1 the distance of the gap between the reinforcing fiber yarns it is preferably in the range of 0.8 mm. より好ましくは0.15〜0.5mm、更に好ましくは0.2〜0.4mmの範囲である。 More preferably 0.15 to 0.5 mm, more preferably in the range of 0.2 to 0.4 mm.

かかる隙間を形成しやすい基材としては、一方向性織物の中でも、図7に示す一方向性ノンクリンプ織物が好ましい形態といえる。 Such gap is formed easily substrate, among uni-directional woven fabric, unidirectional non-crimp fabric shown in Figure 7 can be said to be the preferred form. 図7は、本発明の強化繊維基材の他の実施態様に係る斜視図である。 Figure 7 is a perspective view according to another embodiment of the reinforcing fiber substrate of the present invention.

図7に示すように、強化繊維糸条であるたて糸2を、補助繊維糸条であるよこ糸71、および、たて補助糸72と織組織化することによって保持する構造を有する一方向性ノンクリンプ織物は、たて糸の強化繊維糸条と補助繊維糸条が交互に配列されているので、隣接する強化繊維糸条の間にたて方向の補助繊維糸条が存在することから強化繊維糸条間に樹脂の流路となる連続した空隙部を形成させることができるとともに、強化繊維糸条が実質的に屈曲することなく織組織を形成しているため、FRPにした際に優れた力学特性を有し、特に好ましい形態といえる。 As shown in FIG. 7, the warp 2 is a reinforcing fiber yarns, weft 71 is an auxiliary fiber yarns and, the unidirectional non-crimp fabric with a structure for holding by organizing woven with longitudinal auxiliary yarn 72 since the reinforcing fiber yarns of the warp auxiliary yarns are arranged alternately, between reinforcing fiber yarn from the auxiliary yarns of the vertical between reinforcing fiber yarns adjacent direction is present in the Yes it is possible to form a continuous air gap serving as a flow path of the resin, for reinforcing fiber yarns form a weave without substantially bending, excellent mechanical properties when formed into FRP and, it can be said that a particularly preferred form. かかる一方向性ノンクリンプ織物については、例えば、特許第3279049号公報、特開2003−82117号公報に詳しい記載がある。 Such For unidirectional non-crimp woven fabric, for example, is described detailed in Japanese Patent No. 3279049, in JP-A-2003-82117.

また、樹脂材料が、空隙部を有する形態で基材に接着していると、前記した含浸性の阻害を最小限に抑えられるため好ましい。 Further, the resin material and is adhered to the substrate in the form having the gap portion, preferably for minimizing the inhibition of impregnation described above. かかる空隙を有する形態とは、フィルムの如き連続状ではなく、不連続状の形態を指し、例えば、不連続な線状、点状の形態などが挙げられる。 The embodiment having such voids, such rather than continuous shaped film, refers to a discontinuous form of, for example, discontinuous linear and punctate forms thereof. 中でも、含浸の面から点状に接着されている形態が特に好ましい。 Among them, the form as it is adhered from the surface of the impregnation in point-like are particularly preferred.

かかる点状に接着している場合、基材の平面方向からみた点(島)の平均直径(楕円形の場合は平均短径)は、小さければ小さいほど均一に布帛表面に分散させることが可能となるため、5mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましく、400μm以下がさらに好ましい。 If adhering to such point-like, (average minor diameter if oval) average diameter of the point viewed from the direction of the plane of the substrate (islands) are able to disperse in small enough uniformly fabric surface smaller since the, preferably 5mm or less, more preferably 1mm or less, more preferably 400μm or less. 一方、点(島)の平均直径は30μmであると、製造プロセスに制約を受け、安価なプロセスでの強化繊維基材の製造が困難な場合がある。 On the other hand, the average diameter of the point (Island) If it is 30 [mu] m, restricted to the manufacturing process, it may be manufactured of a reinforcing fiber substrate of an inexpensive process difficult. より好ましくは50μm以上、更に好ましくは80μm以上である。 More preferably 50μm or more, more preferably 80μm or more.

また、強化繊維基材を複数枚積層する場合、樹脂材料の厚み方向の凹凸が大き過ぎると、それに接して配置される強化繊維基材が屈曲する。 In the case of stacking a plurality of reinforcing fiber base material, the unevenness of the thickness direction of the resin material is too large, the reinforcing fiber base material is bent to be placed it in contact with. この屈曲により、FRPの力学特性を損なう場合がある。 This bending, in some cases impair the mechanical properties of FRP. 一方、かかる樹脂材料が薄過ぎるとCAIに劣る場合がある。 On the other hand, the resin material may be poor in too thin CAI. かかる観点から、かかる樹脂材料の平均厚みは、2〜100μmであることが好ましい。 From these viewpoints, the average thickness of the resin material is preferably 2 to 100 m. より好ましくは、5〜50μm、さらに好ましくは、8〜30μmである。 More preferably, 5 to 50 [mu] m, more preferably 8 to 30 m. かかる平均厚みとは、強化繊維基材厚み方向の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したときの樹脂材料の任意の10箇所での厚みの平均値である。 Such average and thickness is the average value of the thickness at any ten points of the resin material when observing a reinforcing fiber substrate thickness direction of the cross section with a scanning electron microscope (SEM). SEMによる観察が困難な場合は、強化繊維基材を液状の室温硬化型エポキシ樹脂で含浸、室温硬化させ、その断面を研磨したものを光学顕微鏡にて観察して任意の10箇所での厚みの平均値で代用する。 When observation by SEM is difficult, impregnating the reinforcing fiber substrate at room temperature curable liquid epoxy resin, then room temperature curing, the thickness of a material obtained by polishing the cross section at any 10 points were observed with an optical microscope to substitute the average value.

強化繊維基材が、一方向性織物または一方向性シートの場合、含浸性や、複合材料の力学特性の面から、強化繊維基材の強化繊維糸条の目付は、50〜500g/m であることが好ましい。 Reinforcing fiber base, the case of the uni-directional woven fabric or unidirectional sheet, impregnation properties and, in view of mechanical properties of the composite material, the basis weight of the reinforcing fiber yarns of the reinforcing fiber base material, 50 to 500 g / m 2 it is preferable that. 100〜350g/m であることがより好ましく、150〜250g/m であることがさらに好ましい。 More preferably 100~350g / m 2, further preferably 150 to 250 g / m 2.

一方、二方向性織物、多方向シート(特にステッチ糸により一体化した多軸シート)を用いると、積層の手間を減らすことができるため、低コスト化という観点からは好ましい形態ということができる。 On the other hand, bi-directional fabrics, the use of multi-directional sheet (in particular multiaxial sheet integrated by stitch yarn), it is possible to reduce the trouble of stacking, it can be said that the preferred form from the viewpoint of cost reduction. かかる場合、含浸性や複合材料の力学特性の面から強化繊維基材の強化繊維糸条の目付は、100〜1000g/m であることが好ましい。 In such a case, the basis weight of the reinforcing fiber yarns of the reinforcing fiber base material in terms of mechanical properties of the impregnation property and composite material is preferably 100 to 1000 g / m 2. 200〜800g/m であることがより好ましく、300〜600g/m であることが更に好ましい。 More preferably from 200 to 800 g / m 2, and still more preferably from 300 to 600 g / m 2. 二方向性織物または多方向性シートの目付が一方向性の目付よりも大きくてもよい理由は、強化繊維糸条の目付が小さいと、二方向性または多方向性にする意味合いが希薄になるためである。 Why bidirectional woven or basis weight of the multi-directional sheet may be greater than the basis weight of unidirectional, the basis weight of the reinforcing fiber yarns is small, the lean implications to bidirectional or multidirectional This is because.

本発明の強化繊維基材は、強化繊維含有率(基材嵩Vf)が40〜55体積%の範囲が好ましい。 Reinforcing fiber base material of the present invention, the reinforcing fiber content (substrate bulk Vf) is preferably in the range of 40 to 55 vol%. より好ましくは43〜54体積%、更に好ましくは45〜53体積%である。 More preferably 43 to 54 vol%, more preferably from 45 to 53 vol%. かかる範囲であると、強化繊維基材を積層・接着してプリフォームを作成する場合、後述の45〜60体積%というプリフォームにおける強化繊維含有率(嵩Vf)を容易に、かつ、安定して得ることができる。 If it is such a range, to create a preform by laminating and bonding a reinforcing fiber base material, readily reinforcing fiber content in the preform of 45-60% by volume of the later (bulk Vf), and stable it can be obtained. すなわち、基材嵩Vfが40体積%未満であると、プリフォームの嵩Vfを上記範囲にするために無理な加圧により強化繊維糸条の配向のずれが発生しやすい。 That is, when the substrate bulk Vf is less than 40 vol%, the deviation of the orientation of the reinforcing fiber yarns by excessive pressure is likely to occur to the bulk Vf of the preform in the above range. また、嵩Vfが55体積%を超えると、樹脂の含浸性に著しく劣る。 Also, the bulk Vf exceeds 55 vol%, significantly poor impregnation of the resin. 基材嵩Vfが本発明の範囲内である強化繊維基材であると、適正な嵩Vfのプリフォーム、および、適正なVfのFRPが得られ、優れた力学特性を有するFRPを得ることができるのである。 When the substrate bulk Vf is a reinforcing fiber substrate is within the scope of the present invention, preforms proper bulk Vf, and, FRP proper Vf can be obtained, to obtain a FRP having excellent mechanical properties than is possible. かかる強化繊維基材における強化繊維含有率(基材嵩Vf)とは、強化繊維基材において強化繊維が占める体積比率のことを差し、具体的には次式によって定義される。 Such reinforcing fiber reinforcing fiber content in the base material and (substrate bulk Vf) refers to a volume ratio occupied by the reinforcing fibers in the reinforcing fiber substrate is specifically defined by the following equation.

基材嵩Vf(体積%)=(強化繊維基材の強化繊維目付:g/m )×10 −4 /(強化繊維の比重:g/cm )/(強化繊維基材の厚み:cm)×10 なお、強化繊維基材の厚みは、1cm の面積を有する円状平板を圧子として、9.8Nの力で押さえた(約0.10MPaの圧力で押さえた)時の厚みをダイヤルゲージまたはマイクロメーターにて0.01mm単位まで測定したものである。 Substrate bulk Vf (vol%) = (reinforced reinforcing fiber base fiber basis weight: g / m 2) × 10 -4 / ( reinforcing fiber density: g / cm 3) / (reinforcing fiber substrate thickness: cm ) × 10 2 the thickness of the reinforcing fiber base material, a circular flat plate having an area of 1 cm 2 as indenter, the thickness when pressed with a force of 9.8 N (restrained at a pressure of about 0.10 MPa) it is measured by a dial gauge or a micrometer up to 0.01mm unit.

本発明で用いる強化繊維糸条としては、特にその種類に制限はなく、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維(例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維等)、金属繊維またはセラミック繊維、これらの組み合わせ等を用いることができる。 The reinforcing fiber yarns used in the present invention is not particularly limited in its kind, for example, carbon fibers, glass fibers, organic fibers (e.g., aramid fibers, polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, polyethylene fibers, polyvinyl alcohol fibers, etc. ), and metal fibers or ceramic fibers, combinations thereof or the like. 中でも、炭素繊維は、比強度および比弾性率に優れ、耐吸水性に優れるので、強度要求の高い航空機や自動車の構造部材向けの強化繊維糸条として好ましく用いられる。 Among them, carbon fibers excellent in specific strength and specific modulus, excellent in water absorption, is preferably used as the reinforcing fiber yarn for structural members of high aircraft and automotive strength requirements. 本発明で用いる補助繊維糸条(たて方向、よこ方向)は、基本的には基材の強度保持に寄与しないものであり、その繊度が強化繊維糸条の繊度より少なくとも20%以下のものを指す。 Auxiliary fiber yarns used in the present invention (longitudinal direction, lateral direction) is basically one which does not contribute to the strength of the base material holding at least 20 percent of those from the fineness of the fineness of reinforcing fiber yarn the point. 補助繊維糸条の存在により強化繊維が屈曲し得ることから細繊度のマルチフィラメントまたはモノフィラメントが好ましい。 Multifilament or monofilament fineness since the reinforcing fibers by the presence of the auxiliary yarns can be bent is preferred. しかしながら、細すぎると基材の製造過程で糸切れしやすくなることから、補助繊維糸条としては、繊度0.5〜20texの範囲がよい。 However, since the easily thread breakage in the process of manufacturing is too thin substrate, as the auxiliary yarns, it is a range of fineness 0.5~20Tex. より好ましくは1〜10tex、更に好ましくは1.5〜5texである。 More preferably 1~10Tex, more preferably 1.5~5Tex.

よこ糸となる補助繊維糸条の糸密度は1〜5本/cmであることが好ましい。 Thread density of the auxiliary yarns of the weft is preferably 1 to 5 present / cm. この範囲であればよこ糸の存在により、基材の90°方向への樹脂の流れを確保できるとともに補強繊維の屈曲度合いを小さくできる。 The presence of the weft thread if this range, it is possible to reduce the bending degree of the reinforcing fibers can be ensured the flow of resin into 90 ° direction of the substrate.

よこ糸の種類としては、炭素繊維やガラス繊維などの無機繊維、ポリアラミド繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維が使用できる。 The type of weft, inorganic fibers such as carbon fiber, glass fiber, polyaramide fibers, polyamide fibers, vinylon fibers, organic fibers such as polyester fiber can be used. なかでも、ポリアミド繊維のマルチフィラメントは、FRPにした際にマトリックス樹脂との接着が良好で、かつ細繊度糸を安価に製造できることから好ましい。 Among them, multifilament polyamide fiber is preferable from the inexpensive to manufacture adhesive is good, and a small fineness yarn with the matrix resin upon the FRP.

本発明で用いる接着用の樹脂材料は、強化繊維基材の取扱性を向上させ、複合材料の力学特性を向上させるものであれば特に限定されない。 Resin material for the adhesive used in the present invention improves the handling properties of the reinforcing fiber base material is not particularly limited as long as it improves the mechanical properties of the composite. かかる樹脂材料として、熱硬化性樹脂および/または熱可塑性樹脂を適宜選択して使用することができる。 As the resin material, a thermosetting resin and / or thermoplastic resin appropriately selected and can be used.

熱硬化性樹脂をかかる樹脂材料の主成分として用いる場合には、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、ビスマレイミドから選ばれる少なくとも1種であるのが好ましく、その中でもとりわけエポキシが好ましい。 When used as main component of the resin material a thermosetting resin, an epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, phenol, it is preferably at least one selected from bismaleimide, especially epoxy is preferred among them. エポキシを使用すると、接着性が高いため基材の接着性やタック性に優れるだけでなく、特にマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合に高い力学特性を発現することができる。 With epoxy, not only excellent adhesion and tackiness of the adhesive is higher for substrates, in particular it is possible to achieve high mechanical properties in the case of using an epoxy resin as the matrix resin.

エポキシを主成分とする場合は、硬化剤や硬化触媒等を含んでもよいが、樹脂材料のライフの面からは含まない方が好ましい。 If the main component epoxy may also contain a curing agent or a curing catalyst and the like, it is preferably free from Life surface of the resin material. 含む場合でも潜在性の高い硬化剤や硬化触媒であれば特に大きな問題とはならない。 Not a particularly significant problem if high curing agents or curing catalysts of potential even if it contains.

熱可塑性樹脂をかかる樹脂材料の主成分として用いる場合には、ポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、フェノキシから選ばれる少なくとも1種であるのが好ましく、その中でもポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルフォン、フェノキシがとりわけ好ましい。 When used as main component of the resin material of a thermoplastic resin, polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polyetherimide, polyphenylene ether, polyimide, be at least one polyamide-imide is selected from phenoxy Preferably, polyamide among these, polyetherimide, polyphenylene ether, polyether sulfone, phenoxy being especially preferred.

本発明のプリフォームは、前述した強化繊維基材の2枚以上が、上述の樹脂材料により少なくとも部分的に接着して一体化している強化繊維基材の積層体である。 The preform of the present invention, two or more reinforcing fiber base material described above is a laminate of reinforcing fiber base material are integrated at least partially bonded to the resin material described above.

強化繊維基材同士の接着は、全面的に接着していても部分的に接着していてもよいが、部分的に接着していると、ドライ状態でのプリフォームとしての特徴(屈曲に対して皺が発生しにくい、等)が最大限に発揮されるため好ましい。 Adhesion between the reinforcing fiber substrate may be bonded may partially have entirely adhered, but when are partially bonded, to features (bending as a preform in a dry state preferable because wrinkle hardly occurs, etc.) is maximized Te.

また、プリフォームにおける強化繊維含有率(嵩Vf)は、45〜60体積%の範囲が好ましい。 Further, enhanced in preform fiber content (bulk Vf) is preferably in the range of 45 to 60 vol%. より好ましくは48〜58体積%、更に好ましくは50〜56体積%である。 More preferably 48-58 vol%, more preferably from 50 to 56 vol%. かかる範囲であると、プリフォームに液状樹脂の注入を行った後、FRPの強度発現に最も適した50〜65体積%の強化繊維含有率(Vf)を容易に、かつ、安定して得ることができる。 If it is such a range, after the injection of liquid resin into the preform, easily most suitable 50-65% by volume of the reinforcing fiber content to FRP strength express (Vf), and be stably obtained can. すなわち、嵩Vfが45体積%未満であると、FRPのVfを上記範囲にするために無理な加圧により強化繊維糸条の配向のずれが発生しやすい。 That is, the bulk Vf is less than 45 vol%, the deviation of the orientation of the reinforcing fiber yarns by excessive pressure to the FRP of Vf in the range is likely to occur. また、成形時の液状樹脂の過剰なブリードにより、液状樹脂のロスが発生することがある。 Moreover, due to excessive bleeding of the liquid resin during molding, the liquid resin loss may occur. 一方、嵩Vfが60体積%を超えると、樹脂の含浸性に著しく劣る場合がある。 On the other hand, when the bulk Vf exceeds 60 vol%, the significantly inferior to the impregnation resin. 嵩Vfが本発明の範囲内であるプリフォームであると、適正なVfのFRPが得られ、優れた力学特性を有するFRPを得ることができるのである。 When the bulk Vf is a preform is within the scope of the present invention, FRP proper Vf can be obtained, it is possible to obtain a FRP having excellent mechanical properties. かかるプリフォームにおける強化繊維含有率(嵩Vf)とは、プリフォームにおいて強化繊維が占める体積比率のことを差し、具体的には次式によって定義される。 The reinforcing fiber content in such preform (bulk Vf), pointing to a volume ratio occupied by the reinforcing fibers in the preform is specifically defined by the following equation.

嵩Vf(体積%)=(強化繊維基材の強化繊維目付:g/m )×10 −4 ×(積層枚数:枚)/(強化繊維の比重:g/cm )/(プリフォームの厚み:cm)×10 The bulk Vf (vol%) = (reinforced fiber areal weight of the reinforcing fiber substrate: g / m 2) × 10 -4 × ( number of laminated layers: sheets) / (reinforcing fiber density: g / cm 3) / (the preform thickness: cm) × 10 2
なお、プリフォームの厚みは、1cm の面積を有する円状平板を圧子として、9.8Nの力で押さえた(約0.10MPaの圧力で押さえた)時の厚みをダイヤルゲージまたはマイクロメーターにて0.01mm単位まで測定したものである。 The thickness of the preform, a circular flat plate having an area of 1 cm 2 as indenter was pressed with a force of 9.8 N (restrained at a pressure of about 0.10 MPa) the thickness of when the dial gauge or a micrometer Te is measured to 0.01mm unit.

本発明のFRPは、前記強化繊維基材または前記プリフォームに、マトリックス樹脂が含浸して固化しており、強化繊維含有率(Vf)が50〜65体積%である。 FRP of the present invention, the reinforcing fiber base material or said preform, the matrix resin has solidified by impregnating reinforcing fiber content (Vf) is 50 to 65 vol%. より好ましいVfは53〜62体積%、更に好ましいVfは55〜60体積%である。 More preferred Vf is 53-62% by volume, more preferably Vf is 55-60 vol%.

かかるVfにおいて、FRPの力学特性を最も効率的に発現させることができる。 In such Vf, it is possible to most efficiently express mechanical properties of FRP. すなわち、Vfが50体積%未満であると軽量化効果に劣り、65体積%を超えると逆に力学特性(特に耐衝撃性)が低下する場合がある。 That, Vf is inferior weight reduction is less than 50 vol%, the inverse mechanical properties (especially impact resistance) is lowered when exceeding 65% by volume. FRPにおけるVfとは、FRPにおいて強化繊維が占める体積比率のことを指し、具体的には次式によって定義される。 The Vf of FRP, refers to the volume ratio occupied by the reinforcing fibers in FRP, is specifically defined by the following equation.

Vf(体積%)=(強化繊維基材の強化繊維目付:g/m )×10 −4 ×(積層枚数:枚)/(強化繊維の比重:g/cm )/(FRPの厚み:cm)×10 Vf (vol%) = (reinforced fiber areal weight of the reinforcing fiber substrate: g / m 2) × 10 -4 × ( number of laminated layers: sheets) / (reinforcing fiber specific gravity: g / cm 3) / (FRP thickness: cm) × 10 2
なお、FRPの厚みは、マイクロメーターにて0.01mm単位まで測定したものである。 Incidentally, FRP thickness is obtained by measuring at a micrometer to 0.01mm units.

本発明で用いられるマトリックス樹脂は、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、シアネートエステル、ビスマレイミドから選ばれる少なくとも1種であるのが好ましく、硬化剤や硬化触媒等を含んでもよい。 Matrix resin used in the present invention, epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, phenolic, cyanate ester, is preferably at least one selected from bismaleimide may contain a curing agent and a curing catalyst. その中でもエポキシ樹脂を用いると高い力学特性を発現することができるため好ましい。 Preferred it is possible to achieve high mechanical properties when an epoxy resin is used among them.

本発明の強化繊維基材またはプリフォームに適した成形法としては、例えば、真空注入成形法が挙げられる。 The molding method suitable for the reinforcing fiber substrate or preform of the present invention, for example, vacuum injection molding method. かかる真空注入成形法は、強化繊維基材を所望の枚数積層して樹脂材料により一体化したプリフォームを成形型上に配置し、前記成形型をバッグ材で密閉してキャビティを形成し、キャビティ内を減圧して、このプリフォームに液状のマトリックス樹脂を大気圧を利用して含浸させることでFRPを成形するものである。 Such vacuum injection molding method, the reinforcing fiber base material by laminating a desired number arranged preforms are integrated by a resin material on the mold to form a cavity the mold was sealed in bags material, cavity under reduced pressure the inner is for molding the FRP in the matrix resin liquid impregnating utilizing atmospheric pressure to the preform. かかる真空注入成形法の一実施態様を工程順に説明する。 Describing one embodiment of such a vacuum casting method in order of steps.

工程(1):成形型に、強化繊維基材を所望の枚数積層して接着用の樹脂材料により一体化したプリフォームを配置する。 Step (1): the mold, placing the preform and integrated by a resin material for bonding with the reinforcing fiber base material is laminated desired number. ここで成形型は金属、FRP、ガラスなどを用いることができる。 Here the mold can be used metal, FRP, glass, and the like.

工程(2):成形型上のプリフォームの上にピールプライを配置し、更にその上に樹脂拡散媒体を置く。 Step (2): The peel ply on top of the preform on the mold arranged, further put resin distribution medium thereon. ここで、ピールプライとは樹脂硬化後に樹脂拡散媒体と一体的にFRPから剥離するためのシートである。 Here, the peel ply is a sheet for peeling of FRP after integrally with the resin distribution medium specific resin curing. 本発明において、樹脂拡散媒体とは、強化繊維基材上表面全体に液状マトリックス樹脂の拡散を促進させるものであり、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンや金属などからなるメッシュ状のシートで、例えば、メッシュ状樹脂フィルム、織物、網状物や編物などがあり、複数枚を積層して用いてもよい。 In the present invention, the resin distribution medium, which promotes the diffusion of the liquid matrix resin on the entire surface reinforcing fiber substrate, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, a mesh-like sheet made of polystyrene or a metal, for example, a mesh-like resin film, fabric, include mesh material or knitted, may be used by laminating a plurality.

工程(3):プリフォームが配置された成形型上の周囲には、真空バッグ内の空気を連続してバッグ外へ逃がすための脱気媒体を配置する。 Step (3): The circumference of the mold the preform is positioned, successively air in the vacuum bag to place the degassing medium for releasing to the outside of the bag. 脱気媒体としては、織物や不織布などの多孔性材料を複数枚積層したものを用いることができる。 The degassing medium, it is possible to use those porous materials such as textiles and non-woven fabric laminating a plurality. ここで、樹脂拡散媒体が真空吸引口および脱気媒体に接しているか、もしくは近すぎると、樹脂拡散媒体に流れ込んだ液状マトリックス樹脂がプリフォームに完全に含浸するよりも先に真空吸引口および脱気媒体に流れてしまうため未含浸部分が残ってしまう。 Here, if the resin distribution medium is in contact with the vacuum suction port and degassing medium, or too close, the vacuum suction port and before the liquid matrix resin that has flowed into the resin distribution medium is completely impregnated into the preform de It leaves a non-impregnated part for will flow to the gas medium. このことから、真空吸引口および脱気媒体から樹脂拡散媒体までの距離が10mm以上離れるように配置するとよい。 Therefore, it is the distance from the vacuum suction port and degassed medium until the resin distribution medium is positioned away above 10 mm.

工程(4):プリフォームおよび副資材(ピールプライ、樹脂拡散媒体、脱気媒体、真空吸引口)の全体をバッグ材(例えば、フィルム等)で覆い、空気が漏れないようにバッグ材と成形型との周囲をシール材で密閉し、キャビティを形成する。 Step (4): preform and auxiliary materials (peel ply, resin distribution medium, degassing medium, vacuum suction port) across the bag material (e.g., film) covered with the mold and the bag material so that air does not leak the periphery of the sealed with sealing material to form a cavity. なお、シール材の種類としてはシリコンゴム系、ブチルゴム系のものを使用する。 As the type of sealing material silicone rubber, to use a butyl rubber-based. 次いで、樹脂拡散媒体に接するように樹脂注入口とバルブを設置し、マトリックス樹脂の容器に取り付ける。 Then, a resin injection port and the valve is placed in contact with the resin distribution medium, attached to a container of the matrix resin. 一方、真空ポンプの空気吸引口を真空吸引口に接続し、真空吸引口は脱気媒体上に設置する。 On the other hand, the air suction port of the vacuum pump connected to a vacuum suction port, the vacuum suction port is placed on degassing medium. なお、バッグフィルム内の圧力が真空(5kPa以下)になるまで真空吸引する。 Note that vacuum suction until the pressure in the bag film is vacuum (5 kPa or less).

工程(5):液状マトリックス樹脂を準備した容器に入れ、バルブを開放し、大気圧を利用して樹脂の注入を開始する。 Step (5): in containers prepared a liquid matrix resin, and opens the valve and starts the injection of the resin by using the atmospheric pressure. 注入された樹脂はキャビティ内外の差圧により樹脂拡散媒体およびピールプライを介してプリフォームに含浸する。 Injected resin is impregnated into the preform through the resin distribution medium and peel ply by differential pressure of the cavity and out. 注入樹脂が完全に含浸するまでは真空ポンプによる吸引を継続し、キャビティ内を減圧状態に保つことが好ましい。 Until injection required for completely impregnating resin will continue to suction by the vacuum pump, it is preferable to keep the cavity in the vacuum state.

工程(6):液状マトリックス樹脂を硬化させ、固体にする。 Step (6): curing the liquid matrix resin, into a solid. 注入樹脂の固化後は、バッグ材を剥がし、FRPを脱型した後、ピールプライおよび樹脂拡散媒体を除去すれば、FRP成形品を得ることができる。 After solidification of the injected resin, peeling the bag material, after demolding the FRP, by removing the peel ply and resin distribution medium, it is possible to obtain a FRP molded product.

なお、上記FRP製造方法において、予め強化繊維基材を樹脂材料により接着し一体化したプリフォームを用いているが、上記製造方法においてプリフォームの代わりに強化繊維基材を積層した未接着状態のものを成形型内に配置し、バッグ材で覆った後、真空吸引した状態において、温度が(樹脂材料のTg+20)℃、圧力が0.10MPaで、処理することにより、プリフォーム形態を経由しなくてもFRP成形品を得ることができる。 Incidentally, in the above FRP production method, but using a preform bonded and integrated beforehand by the reinforcing fiber base material resin material, the unbonded laminated state reinforcing fiber base material in place of the preform in the above manufacturing method things placed in a mold, after covered with the bag material, in a state where the vacuum suction, ° C. (Tg + 20 of the resin material) temperature, at a pressure 0.10 MPa, by processing, through the preform forms even without it is possible to obtain a FRP molded products.

また、上記FRP製造方法において、上型と下型からなる成形型を用いることもできる。 In the above FRP production method, it is also possible to use a mold consisting of upper and lower molds. この場合、マトリックス樹脂に大気圧を超える圧力を加えて注入することできるため、樹脂拡散媒体を利用し無くともプリフォームへの樹脂含浸が容易に、かつ高速に可能であり、表面品位に優れたFRPを成形することができるほか、成形型はバッグ材に比べ剛性を有することから、寸法精度に優れたFRP成形品を得ることができる。 In this case, since it can be injected under pressure above atmospheric pressure to the matrix resin, without using a resin distribution medium easily impregnated into the preform, and it is possible to fast, excellent surface quality Besides it is possible to mold the FRP, mold from having a rigidity than the bag material, it is possible to obtain an excellent FRP molded article the dimensional accuracy.

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。 The following examples are further illustrative of this invention. 実施例および比較例に用いる原材料は次の通りである。 Raw materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.

強化繊維糸条A: The reinforcing fiber yarns A:
PAN系炭素繊維、フィラメント数:24,000本、繊度:1,035tex、引張強度:5970MPa、引張弾性率:294GPa、比重1.80。 PAN-based carbon fibers, the number of filaments: 24,000, fineness: 1,035Tex, tensile strength: 5970MPa, tensile elastic modulus: 294 GPa, the specific gravity 1.80.

強化繊維糸条B: The reinforcing fiber yarns B:
PAN系炭素繊維、フィラメント数:12,000本、繊度:798tex、引張強度:4830MPa、引張弾性率:240GPa、比重1.80。 PAN-based carbon fibers, the number of filaments: 12,000, fineness: 798Tex, tensile strength: 4830MPa, tensile modulus: 240 GPa, the specific gravity 1.80.

補助繊維糸条A: Auxiliary fiber yarns A:
ガラス繊維ヤーン、ECE225 1/0 1.0Z、繊度:225dtex、バインダー:”DP”(日東紡(株)製)。 Glass fiber yarn, ECE225 1/0 1.0Z, fineness: 225dtex, binder: "DP" (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.).

補助繊維糸条B: Auxiliary fiber yarns B:
ポリアミド66フィラメント糸条:繊度:17dtex、フィラメント数:7本。 Polyamide 66 filaments yarn: fineness: 17 dtex, number of filaments: seven.

接着用の樹脂材料A: Resin material A of the adhesive:
ポリエーテルスルフォン樹脂(住友化学工業(株)製スミカエクセル5003P)62重量%(主成分)と次のエポキシ樹脂組成物38重量%(副成分)とを2軸押出機にて溶融混練したものを冷凍粉砕したもの。 Polyether sulfone resin (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Sumika Excel 5003P) 62 wt% (active ingredient) and the following epoxy resin composition 38 wt% of which was melt kneaded (subcomponent) and a twin-screw extruder , frozen crushed. 平均粒子径D 50 ((株)セイシン企業製LMS−24で測定)98μm、Tg:72℃。 The average particle diameter D 50 ((Ltd.) psychometric Enterprises Ltd. LMS-24) 98μm, Tg: 72 ℃. エポキシ樹脂組成物−ジャパンエポキシレジン(株)製”エピコート”806:21重量部、日本化薬(株)製NC−3000:12.5重量部、および、日産化学工業(株)製TEPIC−P:4重量部を100℃で均一になるまで攪拌したもの。 The epoxy resin composition - Japan Epoxy Resins Co., Ltd. "Epikote" 806: 21 parts by weight, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. NC-3000: 12.5 parts by weight, and, manufactured by Nissan Chemical Industries TEPIC-P : 4 parts by weight to a stirred until uniform 100 ° C..

接着用の樹脂材料B: Resin material B of the adhesive:
共重合ナイロンフィラメント糸条:東レ(株)製エルダー、繊度:55dtex。 Copolymer nylon filament yarn: Toray Co., Ltd. Elder, fineness: 55Dtex.

接着用の樹脂材料C: Resin material of the adhesive C:
ポリアミド12不織布:融点:178℃、Tg:50℃、目付:10g/m Polyamide 12 nonwoven: mp: 178 ℃, Tg: 50 ℃ , basis weight: 10 g / m 2.

含浸距離の測定に用いた液状樹脂: Liquid resin used for the measurement of the impregnation distance:
エポキシ樹脂、日本化薬(株)製AK−601、23℃における樹脂粘度:300mPa・s(E型粘度計) Epoxy resin, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. AK-601,23 resin viscosity at ℃: 300mPa · s (E-type viscometer)
マトリックス樹脂: The matrix resin:
次の主液100重量部に次の硬化液を39重量部加え、80℃にて均一撹拌したエポキシ樹脂組成物。 The following hardening liquid 39 parts by weight of the following main liquid 100 parts by weight, uniform agitation epoxy resin composition at 80 ° C.. 80℃における粘度:55mPa・s(E型粘度計)、180℃で2時間硬化後のTg:197℃、曲げ弾性率:3.3GPa。 Viscosity at 80 ℃: 55mPa · s (E-type viscometer), after 2 hours curing at 180 ° C. Tg: 197 ° C., flexural modulus: 3.3 GPa. 主液−エポキシとして、Vantico(株)製”アラルダイト”MY−721:40重量部、ジャパンエポキシレジン(株)製”エピコート”825:35重量部、日本化薬(株)製GAN:15重量部、および、ジャパンエポキシレジン(株)製”エピコート”630:100重量部を70℃で1時間攪拌して均一溶解させたもの。 Primary liquid - as epoxy, Vantico Ltd. "Araldite" MY-721: 40 parts by weight, manufactured by Japan Epoxy Resins Co. "Epikote" 825: 35 parts by weight, manufactured by Nippon Kayaku Co. GAN: 15 parts by weight and, Japan epoxy Resins Co., Ltd. "Epikote" 630: 100 parts by weight and stirred for 1 hour at 70 ° C. which was uniformly dissolved. 硬化液−ポリアミンとして、ジャパンエポキシレジン(株)製”エピキュア”W:70重量部、三井化学ファイン(株)製3,3'−ジアミノジフェニルスルホン:20重量部、および、住友化学工業(株)製”スミキュア”S:10重量部を、100℃で1時間攪拌して均一にした後70℃に降温し、硬化促進剤として宇部興産(株)製t−ブチルカテコール:2重量部を更に70℃で30分間攪拌して均一溶解させたもの。 Curable liquid - as polyamines, Japan Epoxy Resins Co., Ltd. "Epicure" W: 70 parts by weight, Mitsui Fine Co. 3,3'-diaminodiphenyl sulfone: 20 parts by weight, and, Sumitomo Chemical Co., Ltd. "Sumikyua" S: 10 parts by weight, and stirred for 1 hour at 100 ° C. was cooled to 70 ° C. after a homogeneous, Ube as a curing accelerator Co. t- butylcatechol: 2 parts by weight of further 70 ℃ in stirred to those obtained by uniformly dissolving 30 minutes.

[実施例1] [Example 1]
(強化繊維基材) (Reinforcing fiber base material)
たて糸として強化繊維糸条A、よこ糸として補助繊維糸条B、たて方向補助糸として補助繊維糸条Bを用い、たて糸と、たて補助糸とを一本おきに交互に配列し、よこ糸とたて補助糸とを織組織させてたて糸を一体に保持した一方向性ノンクリンプ織物を形成した(図7)。 Reinforcing the warp fiber yarns A, auxiliary fiber yarns B as weft, with the aid fiber yarns B as the vertical direction auxiliary yarns arranged a warp alternately to one every other a vertical auxiliary yarn, and weft the warp and the vertical auxiliary fibers were woven structure to form a unidirectional non-crimp fabric held together (Figure 7). また、この織物の片表面に、粒子状の樹脂材料Aを散布した後、熱融着(180℃)により接着した。 Further, on one surface of the fabric, after spraying a particulate resin material A, it was bonded by heat-sealing (180 ° C.). なお、強化繊維基材における樹脂材料は27g/m 、樹脂材料は点状に接着されており、その平均直径は0.2mm、平均厚みは0.1mmであった。 The resin material in the reinforcing fiber substrate is 27 g / m 2, the resin material is bonded in dots, the average diameter is 0.2 mm, the average thickness was 0.1 mm. かかるノンクリンプ織物における、たて糸、たて補助糸の糸密度は1.8本/cm、よこ糸密度は3本/cm、強化繊維目付は190g/m であった。 In such non-crimp woven fabric, the warp yarn density of the vertical auxiliary yarn is 1.8 present / cm, weft density is three / cm, reinforcing fibers and the basis weight was 190 g / m 2. また、基材厚み0.30mm、基材嵩Vf=35体積%であった。 Further, base thickness 0.30 mm, and the substrate has a bulk Vf = 35% by volume.

得られた基材の含浸距離L、Tを、図8に示した装置で測定した。 Impregnation distance L of the resulting substrate, a T, was measured in the apparatus shown in FIG. 図8は、本発明における含浸距離の測定方法の一実施態様を示す概略平面図である。 Figure 8 is a schematic plan view showing one embodiment of a method of measuring the impregnation distance in the present invention. 前述の通り強化繊維基材を300mm長、100mm幅のサイズに裁断し、0°および90°方向に3枚を同一方向積層した強化繊維積層体をそれぞれ作成した。 300mm length described above reinforcing fiber base material was cut to a size of 100mm wide, 0 ° and 90 ° directions to three of the reinforcing fiber laminate formed by same direction laminated created respectively. この強化繊維積層体を92℃((樹脂材料AのTg+20)℃に相当)において0.10MPaの圧力で2時間加圧し、室温まで冷却して圧力を解放してプリフォーム1を作成した。 The reinforcing fiber layer 92 ° C. 2 hours pressed at a pressure of 0.10MPa in ((Tg + 20 of the resin material A) corresponds to ° C.), to create a preform 1 by releasing the pressure and cooling to room temperature. このプリフォーム1を成形型4上に配置し、40mm長、70mm幅に裁断した樹脂拡散媒体7の一端から2cmまでを強化繊維積層体上に配置し、もう一端上には樹脂注入口9を設けた。 The preform 1 is placed on the mold 4, 40 mm length, from one end of the resin distribution medium 7 was cut to 70mm width to 2cm disposed on the reinforcing fiber laminate, and the other end on a resin injection port 9 provided. その対面に、40mm長、70mm幅に裁断した脱気媒体6の一端2cmを強化繊維積層体上に配置し、もう一端上には樹脂吸引口8を配置した。 Its face, 40 mm length, one end 2cm degassing medium 6 was cut into 70mm width and disposed on the reinforcing fiber laminate, and the other end on placing the resin suction port 8. 次いで、プリフォームの側面を液状樹脂がショートカットして流路形成しないようにシール材5にて充填した後、これらをバッグフィルムで覆い、成形型4とバッグフィルム間をシール材5で密閉した。 Then, after filling the sides of the preform at the sealing member 5 as the liquid resin is not a flow path formed by the shortcut, which was covered with bag film, and sealed between the mold 4 and the bag film with a sealant 5. そして、このバッグフィルム内を真空吸引して2kPaに減圧して23℃環境下で液状樹脂の注入を行った。 Then, it was carried out the injection of the liquid resin under a 23 ° C. environment under reduced pressure to 2kPa by vacuum suction the bag film.

本実施例では、注入開始から一定時間後における液状樹脂の到達距離を含浸距離とし、強化繊維プリフォーム幅方向において一端から25mmの位置f、50mmの位置g、75mmの位置hの3点を測定した値の平均値を用いた。 In this embodiment, the reach of the liquid resin at a certain time after the start of the injection and impregnation distance, measured reinforcing fibers preform width position from one end of 25mm in the direction f, 50 mm position g, a 3-point position h of 75mm using the average of the values. ここでいう一定時間とは、樹脂含浸部の0°方向または90°方向の何れかの樹脂含浸距離にて大きい方の樹脂到達含浸距離が120mmに到達した時間か、または、樹脂含浸部の0°方向または90°方向の何れかの樹脂到達含浸距離にて短い方の樹脂含浸距離が40mmに到達した時間の何れか任意の時間とする(ただし、測定開始から1時間経過後において前者と後者のどちらの条件も満たさない場合は、何れか条件を先に満たした時間を一定時間とする)。 The term predetermined time, either the time the 0 ° direction or the resin reaches impregnation distance larger in either the resin impregnated distance 90 ° direction of the resin-impregnated portion reaches 120 mm, or 0 of the resin-impregnated portion shorter resin impregnation distance in either the resin reached impregnation distance ° direction or 90 ° direction is either any time period that has reached the 40 mm (provided that the former and the latter after a lapse of one hour from the start of measurement If you do not satisfy either condition, the predetermined time period filled earlier one condition). 評価結果は、含浸距離L=131mm、含浸距離T=40mm、それらの比率R=約3.3であった。 The evaluation results are impregnated distance L = 131 mm, impregnated distance T = 40 mm, it was their ratio R = about 3.3. (プリフォーム) (preform)
得られた強化繊維基材を、積層構成を[−45°/0°/+45°/90°]としてこれを3回繰り返したものを2組用意し、それらを90°層を向かい合わせて鏡面対称積層になるように貼り合わせた。 The resulting reinforcing fiber base material, which was 3 times repeated those two sets prepared laminated structure as [-45 ° / 0 ° / + 45 ° / 90 °], they are facing the 90 ° layer mirror It was bonded to be symmetrical laminate. かかる積層体を平面型に配置し、シーラントとバッグ材(ポリアミドフィルム)にて密閉して、減圧吸引口を設けたキャビティを形成した。 Such laminates are arranged in a planar-type, and sealed by the sealant and the bag material (polyamide film) to form a cavity in which a vacuum suction port. 減圧吸引口から真空ポンプによってキャビティ内を真空(5kPa以下)に減圧し、賦形型を60℃に温調した。 Reducing the pressure in the cavity in a vacuum (5 kPa or less) by a vacuum pump from the vacuum suction port, and temperature control of the shaping mold to 60 ° C.. この状態で2時間保持し、室温に冷却してから吸引を中止して取り出し、それぞれについてプリフォームを得た。 Held for 2 hours at this condition, taken out to stop the suction was cooled to room temperature to obtain a preform for each. かかるプリフォームの強化繊維含有率(嵩Vf)は50体積%であった。 Reinforcing fiber content of such preform (bulk Vf) was 50% by volume.
(FRP) (FRP)
得られたプリフォームを、平面状の成形型(アルミ製)に配置し、プリフォーム上に樹脂拡散媒体(平滑な金属製メッシュ)を配置して、シーラントとバッグ材にて、密閉して樹脂注入口と減圧吸引口を設けたキャビティを形成した。 The resulting preform was placed in a plane of the mold (made of aluminum), by placing a resin distribution medium (smooth metal mesh) on a preform, at the sealant and the bag material, sealed to the resin the inlet and vacuum suction port to form a cavity provided. 減圧吸引口から真空ポンプによってキャビティ内を真空に減圧し、成形型および各プリフォームを60℃に温調した。 Reducing the pressure in the cavity to a vacuum by a vacuum pump from the vacuum suction port, and the temperature control mold and each preform 60 ° C.. 次いで、事前に調合・真空脱泡したマトリックス樹脂を60℃に保ちながら、樹脂注入口から大気圧を利用して注入した。 Then, while maintaining the matrix resin was prepared, degassed under vacuum prior to the 60 ° C., it was injected by using the atmospheric pressure from the resin injection port. マトリックス樹脂が減圧吸引口に到達した時に注入口を閉じて注入を停止した。 Matrix resin stops injection by closing the injection port when it reaches the vacuum suction port. それ以降は、減圧吸引口から減圧を続けながら1.5℃/minにて130℃まで昇温した後、130℃で2時間保持して一旦マトリックス樹脂を1次硬化させ、2.5℃/minで常温まで降温した。 Thereafter, the temperature was elevated from the vacuum suction port to 130 ° C. at 1.5 ° C. / min with constant reduced pressure, to cure the primary two hour hold and once the matrix resin at 130 ° C., 2.5 ° C. / the temperature was lowered at min to room temperature. その後、常温にてバッグフィルム、樹脂拡散媒体、ピールプライ等の副資材を除去して脱型した後、常温から1.5℃/minにて180℃まで昇温した後、180℃で2時間保持してマトリックス樹脂を2次硬化させ、2.5℃/minで常温まで降温させて、FRPを得た。 Thereafter, the bag film at room temperature, the resin distribution medium, after demolding to remove secondary materials such as peel ply, the temperature was elevated from room temperature to 180 ° C. at 1.5 ° C. / min, 2 hours hold at 180 ° C. the matrix resin is cured secondary to, allowed to cool to room temperature at 2.5 ° C. / min, to obtain a FRP.

いずれのFRPにも、ピンホールやボイドが全く見当たらず、良好な成形が行われていることが実証された。 To any of the FRP, not found pinholes or voids at all, a good molding was demonstrated that have been made. FRPの強化繊維含有率(Vf)は55体積%であった。 Reinforcing fiber content of the FRP (Vf) was 55% by volume. 得られたFRPを用いて、SACMA SRM 2R−94に準拠して23℃でのCAIを測定した。 Using the obtained FRP, was measured CAI in to 23 ° C. compliant SACMA SRM 2R-94. なお、衝撃は5.44kg(12ポンド)の錘を落下させて、6.67kJ/m(270in・lb)の落錘衝撃エネルギーとした。 Incidentally, shock by dropping a weight of 5.44 kg (12 lbs), and a drop weight impact energy of 6.67kJ / m (270in · lb). 測定結果を表1に記載する。 The measurement results are listed in Table 1.

(含浸性) (Impregnation)
上述のプリフォーム作成方法と同様にして作製した900mm長、600mm幅のプリフォームを、成形型をガラス板に替える以外は上述FRP成形方法と同様に成形した。 900mm length was prepared in the same manner as preform creating method described above, the preform of 600mm width, except that changing the molds to the glass plate was molded in the same manner as described above FRP molding method. ガラス板から見て、全面に含浸した時間で相対的に含浸性の優劣を評価した(含浸時間が短いほど含浸性に優れる)。 When viewed from the glass plate, (excellent impregnation property impregnation time is shorter) relatively impregnation of superiority were evaluated at time impregnated over the entire surface. 評価結果を表1に記載する。 The evaluation results are listed in Table 1.

[実施例2] [Example 2]
(強化繊維基材) (Reinforcing fiber base material)
実施例1の強化繊維基材を用いて、温度:160℃、速度:0.9m/minの条件でカレンダ加工(ロール4本)にて加熱プレスした強化繊維基材を作成した。 Using reinforcing fiber base material of Example 1, temperature: 160 ° C., speed: creating the heat-pressed reinforcing fiber substrate at calendering under the conditions of 0.9 m / min (4 rolls). かかる強化繊維基材における樹脂材料の平均直径は0.3mm、平均厚みは0.02mmであった。 The average diameter of the resin material in such reinforcing fiber base is 0.3 mm, the average thickness was 0.02 mm. また、基材厚み0.21mm、基材嵩Vf=50体積%であった。 Further, base thickness 0.21 mm, and the substrate has a bulk Vf = 50% by volume.

かかる基材を実施例1と同様の条件で含浸距離比の測定を行った結果、含浸距離L=87mm、含浸距離T=40mm、それらの比率R=約2.2であった。 Result of measurement of impregnation distance ratio under the same conditions such substrates as in Example 1, the impregnation distance L = 87 mm, impregnating the distance T = 40 mm, was their ratio R = about 2.2.
(プリフォーム) (preform)
得られた強化繊維基材から、実施例1と同様にプリフォームを作成したところ、かかるプリフォームの強化繊維含有率(嵩Vf)は53体積%であった。 From the resulting reinforcing fiber base material, it was to create a preform in the same manner as in Example 1, the reinforcing fiber content of such preform (bulk Vf) was 53% by volume.
(FRP) (FRP)
得られたプリフォームから、実施例1と同様にFRPを成形したところ、ピンホールやボイドが全く見当たらず、良好な成形が行われていることが実証された。 From the obtained preform was molded FRP in the same manner as in Example 1, not found pinholes or voids at all, it has been demonstrated that a good molding have been made. かかるFRPの強化繊維含有率(Vf)は57体積%であった。 Reinforcing fiber content of such FRP (Vf) was 57% by volume. また、実施例1同様に、かかるFRPのCAIを測定した。 Further, similarly to Example 1, it was measured CAI of such FRP.
(含浸性) (Impregnation)
実施例1と同様に含浸性の優劣を評価した。 It was evaluated relative merits similarly impregnated with the first embodiment.

[比較例1] [Comparative Example 1]
(強化繊維基材) (Reinforcing fiber base material)
たて糸として強化繊維糸条B、よこ糸として補助繊維糸条Aと共重合ナイロンフィラメント糸条(樹脂材料B)とを撚り合わせて合糸したものを用い、たて糸と、よこ糸とを平織組織させて、一方向性織物を形成した。 Reinforcing the warp fiber yarns B, auxiliary fiber yarns A and copolymer nylon filament yarn (resin material B) and a twisted used after doubling as weft, the warp and the weft is plain weave, to form a uni-directional woven fabric. その後、織物を加熱(180℃)により共重合ナイロンフィラメント糸条を溶融させて織物に接着した(樹脂材料B)。 Thereafter, the fabric to heat (180 ° C.) by by melting copolymer nylon filament yarn was adhered to the textile (resin material B). なお、強化繊維基材における樹脂材料は2g/m 、樹脂材料は線状に接着されている。 The resin material in the reinforcing fiber substrate is 2 g / m 2, a resin material is bonded to a linear.

かかる一方向性織物における、たて糸密度は2.6本/cm、よこ糸密度は3本/cm、強化繊維目付は208g/m であった。 In such uni-directional woven fabric, warp density is 2.6 present / cm, weft density is three / cm, reinforcing fibers and the basis weight was 208g / m 2. また、基材厚み0.21mm、基材嵩Vf=55体積%であった。 Further, base thickness 0.21 mm, and the substrate has a bulk Vf = 55% by volume.

得られた基材の含浸距離L、Tを、接着温度(樹脂材料のTg+20)℃(この場合は92℃)を70℃にかえる以外は実施例1と同様に測定した。 Impregnation distance of the resulting substrate L, and T, ℃ (Tg + 20 of the resin material) bonding temperature (in this case 92 ° C.), except for changing to 70 ° C. were measured in the same manner as in Example 1. 本比較例では、注入開始から60分後における液状樹脂の到達距離を含浸距離とし、測定結果は、含浸距離L=120mm、含浸距離T=108mm、それらの比率R=約1.1であった。 In this comparative example, the reach of the liquid resin at 60 minutes after start of infusion and impregnated distance, measurement results, the impregnation distance L = 120 mm, impregnated distance T = 108 mm, was their ratio R = about 1.1 .
(プリフォーム) (preform)
得られた基材を用いる以外は、実施例1(と同様にしてプリフォームを得た。かかるプリフォームの強化繊維含有率(嵩Vf)は56体積%であった。 Except for using the obtained substrate to obtain a preform in the same manner as in Example 1 (. Reinforcing fiber content of such preform (bulk Vf) was 56% by volume.
(FRP) (FRP)
得られたプリフォームを用いる以外は、実施例1と同様にしてFRPを成形した。 Except for using the obtained preform was molded FRP in the same manner as in Example 1. 複合材料の強化繊維含有率(Vf)はそれぞれ56体積%であった。 Reinforcing fiber content of the composite material (Vf) were respectively 56% by volume. また、実施例1と同様にしてCAIも測定した。 Further, CAI was also measured in the same manner as in Example 1.

(含浸性) (Impregnation)
得られたプリフォームを用いる以外は、実施例1と同様にして含浸性を評価した。 Except for using the obtained preform was evaluated impregnation properties in the same manner as in Example 1. これらの評価結果を表1にまとめる。 Together, these evaluation results are shown in Table 1.

[比較例2] [Comparative Example 2]
(強化繊維基材) (Reinforcing fiber base material)
たて糸として強化繊維糸条B、よこ糸は用いずに形態保持のためのシート状支持体として樹脂材料C(不織布)を用い、たて糸を引き揃えた上に不織布を重ね合わせ、加熱(200℃)、加圧により不織布を溶融させて織物に接着して不織組織の一方向性シートを形成した。 Reinforcing the warp fiber yarns B, weft resin material as a sheet-like support for the shape retention without C using (nonwoven), superposed nonwoven on stocked pull the warp, heated (200 ° C.), by melting the nonwoven fabric to form a unidirectional sheet of adhesive to non-woven tissue fabric by pressure. なお、強化繊維基材における樹脂材料は10g/m 、樹脂材料は繊維状に接着されている。 The resin material in the reinforcing fiber substrate is 10 g / m 2, a resin material is bonded to the fibers.

かかる一方向性織物における、たて糸密度は3.8本/cm、強化繊維目付は300g/m であった。 In such uni-directional woven fabric, warp density is 3.8 present / cm, reinforcing fibers and the basis weight was 300 g / m 2. また、基材厚み0.31mm、基材嵩Vf=54体積%であった。 Further, base thickness 0.31 mm, and the substrate has a bulk Vf = 54% by volume.

得られた基材の含浸距離L、Tを、接着温度(樹脂材料のTg+20)℃を70℃にかえる以外は実施例1と同様に測定したところ、本比較例では、注入開始から60分後における液状樹脂の到達距離を含浸距離とし、測定結果は、含浸距離L=36mm、含浸距離T=40mm、それらの比率R=約0.9であった。 Impregnation distance L of the resulting substrate, a T, where except for changing ° C. (Tg + 20 of the resin material) adhered temperature 70 ° C. was measured in the same manner as in Example 1, in this comparative example, 60 minutes after the start of infusion the reach of the liquid resin and impregnated distance in the measurement results, the impregnation distance L = 36 mm, impregnating the distance T = 40 mm, was their ratio R = 0.9.
(プリフォーム) (preform)
得られた基材を用いる以外は、実施例1と同様にしてプリフォームを得た。 Except for using the obtained substrate to obtain a preform in the same manner as in Example 1. かかるプリフォームの強化繊維含有率(嵩Vf)は55体積%であった。 Reinforcing fiber content of such preform (bulk Vf) was 55% by volume.
(FRP) (FRP)
得られたプリフォームを用いる以外は、実施例1と同様にしてFRPを成形した。 Except for using the obtained preform was molded FRP in the same manner as in Example 1. 複合材料の強化繊維含有率(Vf)はそれぞれ56体積%であった。 Reinforcing fiber content of the composite material (Vf) were respectively 56% by volume. また、実施例1と同様にしてCAIも測定した。 Further, CAI was also measured in the same manner as in Example 1.
(含浸性) (Impregnation)
得られたプリフォームを用いる以外は、実施例1と同様にして含浸性を評価した。 Except for using the obtained preform was evaluated impregnation properties in the same manner as in Example 1. これらの評価結果を表1にまとめる。 Together, these evaluation results are shown in Table 1.

表1から明らかなように、実施例1、2は、含浸距離の比率Rが本発明の範囲内にあることから含浸性に優れた。 Table 1 As is apparent from Examples 1 and 2, the ratio R of the impregnation distance is excellent in impregnation property since it is within the scope of the present invention. また、樹脂材料により、織物の目ズレ・蛇行等が生じない形態安定性を有し、これらをプリフォーム化する際には優れたタック性を発現し、いずれもFRPの力学特性にも優れていた。 Further, the resin material has the form stability misalignment, meandering of the fabric does not occur, these express good tackiness when preforms of both have excellent mechanical properties of FRP It was.

一方、比較例1、2は、取扱性には優れたが、比率Rが本発明の範囲外にあることから含浸性に劣った。 On the other hand, Comparative Examples 1 and 2, although excellent in handling property, the ratio R is inferior impregnation property since it is outside the scope of the present invention. また、樹脂材料が異なることにより、力学特性が劣った。 Further, since the resin material is different and inferior mechanical properties. 以上の結果から、本発明の効果は明白である。 From the above results, the effect of the present invention is evident.

本発明によれば、高い力学特性のFRPが得られ、かつ、マトリックス樹脂の含浸性に優れる強化繊維基材、かかる強化繊維基材から得られるプリフォーム、かかる強化繊維基材またはプリフォームから得られるFRPを得ることができる。 According to the present invention, obtained FRP of high mechanical properties, and the reinforcing fiber base material having excellent impregnation property of the matrix resin, a preform obtained from such reinforcing fiber base material, obtained from such reinforcing fiber base or preform it is possible to obtain a FRP to be.

このようにして得られた複合材料は、航空機、自動車、船舶等の輸送機器における構造部材、内層部材または外層部材などの各部材をはじめ、幅広い分野に適するが、特に航空機の構造部材に好適である。 Composite material obtained in this way, aircraft, automobiles, structural members of transportation equipment such as vessels, each member of such inner member or outer member initially, are suitable in a wide range of fields, particularly suitable for the structural members of the aircraft is there.

本発明の強化繊維基材の一実施態様における斜視図である。 It is a perspective view of an embodiment of the reinforcing fiber substrate of the present invention. 本発明における含浸距離を測定するための装置の概略斜視図である。 It is a schematic perspective view of an apparatus for measuring the impregnation distance in the present invention. 本発明における含浸距離を測定するための装置の概略断面図である。 It is a schematic cross-sectional view of an apparatus for measuring the impregnation distance in the present invention. 本発明における含浸距離を測定するための装置の概略平面図である。 It is a schematic plan view of an apparatus for measuring the impregnation distance in the present invention. 液状樹脂が強化繊維基材に含浸していく様子を示す平面投影図である。 It is a planar projection view showing a state in which liquid resin is gradually impregnated into the reinforcing fiber substrate. 本発明の強化繊維基材の一実施態様に係る斜視図である。 It is a perspective view according to an embodiment of the reinforcing fiber substrate of the present invention. 本発明の強化繊維基材の他の実施態様に係る斜視図である。 It is a perspective view according to another embodiment of the reinforcing fiber substrate of the present invention. 本発明における含浸距離の測定方法の一実施態様を示す概略平面図である。 It is a schematic plan view showing one embodiment of a method of measuring the impregnation distance in the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1:強化繊維基材 2:強化繊維糸条 3:樹脂材料 4:成形型(ガラス板) 1: reinforcing fiber substrate 2: reinforcing fiber yarns 3: resin material 4: mold (glass plate)
5:シール材 6:ブリーザー 7:液状樹脂拡散媒体 8:脱気チャンネル 9:注入チャンネル 10:吸引口 11:液状樹脂注入口 12:バッグ材 13、14:液状樹脂の含浸領域 51:中心点(樹脂の注入点) 5: sealing material 6: the breather 7: liquid resin distribution medium 8: degassing channel 9: injection channel 10: suction port 11: liquid resin injection port 12: bagging material 13, 14: liquid resin impregnation zone 51: center point ( injection point of the resin)
52、53、54、55、57:含浸している領域 56:円として近似した領域 58:含浸していない領域 a、b、c:樹脂到達含浸距離 d:含浸距離L 52,53,54,55,57: impregnation to that region 56: a region is approximated as a circle 58: region not impregnated a, b, c: a resin reaches impregnated distance d: impregnation distance L
e:含浸距離T e: impregnation distance T
61、71:よこ条 72:たて補助糸 f、g、h:樹脂到達含浸距離測定点 61, 71: horizontal cord 72: vertical auxiliary yarn f, g, h: Resin reach impregnated distance measuring point

Claims (14)

  1. 強化繊維糸条を少なくとも一方向に引き揃えて構成した強化繊維基材であって、少なくともその片表面に、ガラス転移点が20〜150℃である樹脂材料が5〜20重量%の範囲で接着しており、複数枚の強化繊維織物同士を接着させた状態において、0°方向の含浸距離Lと、90°方向における含浸距離Tとの比率R=(含浸距離L)/(含浸距離T)が1.5〜10の範囲であることを特徴とする強化繊維基材。 A reinforcing fiber yarns at least reinforcing fiber substrate in one direction pulls aligned with the arrangement, at least on its one surface, a glass transition point of the adhesive in the range a resin material is 5-20% by weight is 20 to 150 ° C. and which, in the state of being adhered to the reinforcing fiber woven fabric with each other plurality, the impregnation distance L 0 ° direction, the ratio R = (impregnation distance L) between the impregnation distance T in the direction of 90 ° / (impregnation distance T) reinforcing fiber base, characterized in that but in the range of 1.5 to 10.
  2. 強化繊維基材が、一方向にお互いが並行に配列された強化繊維糸条と、かつ、その直角方向にお互いに並行に配列された補助繊維糸条とが、織組織を形成している一方向性織物であることを特徴とする請求項1に記載の強化繊維基材。 One reinforcing fiber base, and the reinforcing fiber yarns each other in one direction are arranged in parallel, and in which the auxiliary yarns arranged in parallel to each other in a direction perpendicular thereto, to form a weave reinforcing fiber substrate according to claim 1, characterized in that the directional fabric.
  3. 強化繊維基材が、一方向にお互いが並行に配列された強化繊維糸条と、シート状支持体または補助繊維糸条とによって形態保持され、不織組織を形成している一方向性シートであることを特徴とする請求項1に記載の強化繊維基材。 Reinforcing fiber base, and the reinforcing fiber yarns each other in one direction are arranged in parallel, is the form retained by the sheet-like support or auxiliary yarns, unidirectional sheets forming a nonwoven tissue reinforcing fiber substrate according to claim 1, characterized in that.
  4. 補助繊維糸条の繊度が、0.5〜20texであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の強化繊維基材。 The fineness of the auxiliary fiber yarns, the reinforcing fiber substrate according to claim 1, characterized in that the 0.5~20Tex.
  5. 補助繊維糸条の糸密度が、1〜5本/cmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の強化繊維基材。 Thread density of the auxiliary yarns is, the reinforcing fiber substrate according to any one of claims 1 to 4, characterized in that 1 to 5 present / cm.
  6. 強化繊維糸条間の隙間の距離が0.1〜0.8mmの範囲であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の強化繊維基材。 Reinforcing fiber substrate according to any one of claims 1 to 5, the distance of the gap between the reinforcing fiber yarns characterized in that it is in the range of 0.1 to 0.8 mm.
  7. 前記樹脂材料が、強化繊維基材の少なくとも片表面に2〜100μmの範囲の厚みで、かつ、間隙を有する層を形成していることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の強化繊維基材。 The resin material is reinforced on at least one surface of the fiber substrate in a thickness in the range of 2 to 100 m, and, according to one of claims 1 to 6, characterized in that it forms a layer with a gap reinforcing fiber substrate.
  8. 前記樹脂材料が、強化繊維基材に点状で接着しており、それらの基材の平面方向からみた平均直径が30μm〜5mmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の強化繊維基材。 The resin material has been bonded by point-like reinforcing fiber substrate according to claim 1, mean diameter viewed from the planar direction of their base material characterized in that it is a 30μm~5mm reinforcing fiber base material.
  9. 強化繊維含有率(基材嵩Vf)が40〜55体積%であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の強化繊維基材。 Reinforcing fiber substrate according to any one of claims 1 to 8, reinforcing fiber content (substrate bulk Vf) is characterized in that 40 to 55% by volume.
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載の強化繊維基材の2枚以上が、前記樹脂材料により少なくとも部分的に接着して一体化している強化繊維基材の積層体であることを特徴とするプリフォーム。 Two or more reinforcing fiber base material according to any of claims 1 to 9, characterized in that it is a laminate of at least partially reinforced adhesively are integrated fibrous substrate by the resin material preform.
  11. 強化繊維含有率(嵩Vf)が45〜60体積%であることを特徴とする請求項10に記載のプリフォーム。 The preform of claim 10, the reinforcing fiber content (bulk Vf) is characterized in that 45 to 60% by volume.
  12. 請求項1〜9のいずれかに記載の強化繊維基材または請求項10または11に記載のプリフォームに、マトリックス樹脂が含浸して固化しており、強化繊維含有率が50〜65体積%であることを特徴とする繊維強化樹脂成形体。 Preform according to the reinforcing fiber base or claim 10 or 11 according to claim 1, which solidified matrix resin is impregnated, reinforcing fiber content is at 50 to 65 vol% fiber-reinforced resin moldings, characterized in that.
  13. 請求項1〜9のいずれかに記載の強化繊維基材または請求項10または11に記載のプリフォームを成形型上に配置し、前記成形型をバッグ材で密閉してキャビティを形成し、キャビティ内を減圧して液状のマトリックス樹脂を注入してプリフォームに含浸させた後、マトリックス樹脂を固化させることを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法。 The preform as claimed in reinforcing fiber base or claim 10 or 11 according to any one of claims 1 to 9 was placed on the mold, said mold to form a cavity was sealed with a bag material, cavity after impregnating the preform inner and injecting a matrix resin liquid under reduced pressure, method for producing a fiber-reinforced resin molded body characterized by solidifying the matrix resin.
  14. 請求項1〜9のいずれかに記載の強化繊維基材または請求項10または11に記載のプリフォームを上型と下型との間に形成したキャビティ内に配置し、キャビティ内を減圧して液状のマトリックス樹脂を注入してプリフォームに含浸させた後、マトリックス樹脂を固化させることを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法。 The preform as claimed in reinforcing fiber base or claim 10 or 11 according to any one of claims 1 to 9 disposed in a cavity formed between the upper and lower molds, to reduce the pressure in the cavity after impregnating the preform by injecting a matrix resin liquid, method for producing a fiber-reinforced resin molded body characterized by solidifying the matrix resin.
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