KR102329442B1

KR102329442B1 - 강화 섬유 적층 시트 및 섬유 강화 수지 성형체 및 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법

Info

Publication number: KR102329442B1
Application number: KR1020187024418A
Authority: KR
Inventors: 싱고 미우라; 마사유키 사토; 도요카즈 히노
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2021-11-22
Also published as: RU2018133697A3; WO2017170685A1; CA3008119C; AU2017244829B2; CN108367531B; EP3437851A1; AU2017244829A1; CN108367531A; CA3008119A1; RU2735685C2; BR112018014795A2; RU2018133697A; EP3437851A4; BR112018014795B1; JPWO2017170685A1; JP6973378B2; US20190070829A1; KR20180131535A

Abstract

본 발명은, 형태 안정성과 높은 부형성을 발휘하는 강화 섬유 시트, 그의 제조 방법 및 섬유 강화 수지 성형체를 제공한다. 본 발명의 강화 섬유 시트는, 일방향으로 정렬되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치되어 이루어지고, 또한 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 층간이 고착 소자에 의해 서로 고착되어 있음으로써, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 일체화되어 이루어지는 강화 섬유 적층 시트이며, 이하의 조건 (i)과 (ii)를 만족하는 강화 섬유 적층 시트이다.
(i) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 고착 소자를 적어도 하나 포함하는 고착 부분을 갖고, 상기 고착 부분의 평균 면적 S₁이 100mm² 이하임
(ii) 상기 고착 부분 내에서 상기 고착 소자의 상기 고착 부분에 대한 면적 비율이 0.1％ 이상 80％ 이하임

Description

강화 섬유 적층 시트 및 섬유 강화 수지 성형체 및 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법

본 발명은, 강화 섬유 적층 시트, 및 상기 강화 섬유 적층 시트와 매트릭스 수지를 포함하는 섬유 강화 수지 성형체, 나아가 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

섬유 강화 수지(Fiber Reinforced Plastic: FRP), 그 중에서도 탄소 섬유를 사용한 탄소 섬유 강화 수지(Carbon Fiber Reinforced Plastic: CFRP)는 경량이며 강도나 강성 등의 기계 특성이 우수하다. 그 때문에, 그의 특성을 살려, 최근 몇년간 항공·우주나 자동차 등의 수송용 기기, 스포츠 용도, 산업 용도 등으로의 적용이 진행되고 있다.

FRP의 대표적인 제조 방법으로서, 오토클레이브 성형법이나 레진·트랜스퍼·몰딩(RTM)법, 진공 주입 성형(VaRTM)법이 알려져 있다. 지금까지, 높은 신뢰성과 품질이 특히 요구되는 항공기 부재의 성형에는, 프리프레그를 사용한 오토클레이브 성형법이 사용되어 왔다. 이 방법에서는, 예를 들어 일방향으로 배열된 강화 섬유 다발군에 매트릭스 수지를 미리 함침시킨 프리프레그를 성형형(molding die)에 적층하고, 필요에 따라 백재(bag material)로 덮어 오토클레이브로 가열·가압하여, FRP를 포함하는 성형체를 얻는다.

상기한 프리프레그의 적층 공정에서는, 최근 몇년간 미세 폭으로 슬릿된 프리프레그를 적층해가는 오토매틱·테이프·레이업(ATL) 장치가 사용되고 있다. ATL 장치를 사용함으로써 특히 요철이 적고 넓은 면 형상의 부재에 대하여, 적층 공정의 자동화·재료 수율의 향상이 도모되고 있다. 한편, 요철이 많은 형상이나 입체적으로 복잡한 형상에서는 이 장치의 적용이 곤란하다. 그 때문에, 프리프레그의 적층체를 목적으로 하는 형상에 맞춘 부형 형을 사용하거나 하여 변형시키는 방법이 시도되고 있다. 그러나, 프리프레그는, 함침된 매트릭스 수지가 강화 섬유를 구속하고 있기 때문에, 미세한 요철이나 복잡한 입체 형상에 대하여 충분한 변형성이 얻어지는 것이 아니다. 이것이 주름의 발생으로 이어지며, 기계적 특성에 악영향을 미치게 된다.

또한, 이 프리프레그를 사용한 항공기 부재의 성형에 있어서는, 일반적으로 고액의 오토클레이브 설비가 사용된다. 특히, 주익(main wing)이나 미익(tail wing) 등의 대형 부재의 성형에서는 거대한 오토클레이브가 사용되기 때문에, 제조 비용을 억제하는 것이 곤란하였다.

그래서, 대형의 오토클레이브가 불필요하며, 또한 사이클 타임의 단축을 도모하는 것이 가능한 RTM 성형법, VaRTM 성형법을 사용하는 것의 검토가 진행되고 있다. 이들 성형 방법은, 매트릭스 수지가 함침되지 않은 드라이한 패브릭 등의 기재의 적층체, 혹은 적층체를 더욱 원하는 형상으로 부형한 프리폼이라 불리는 성형 전구체를 성형형에 배치하고, 형 체결 후에 저점도의 액상 매트릭스 수지를 주입함으로써, 강화 섬유에 매트릭스 수지를 함침시켜, FRP를 포함하는 성형체를 얻는 것이다. 이들 성형 방법에 사용되는 드라이한 패브릭 등의 기재로서, 강화 섬유 다발을 평직이나 능직 등의 형태로 제직한 직물 기재, 혹은 평행하게 정렬시킨 강화 섬유 다발을 보조 실을 사용하여 스테칭 등의 방법으로 걸림 결합하여, 형태 유지시킨 논 크림프 기재가 사용되어 왔다. 이들 기재는 모두, 미리 제작된 패브릭면 내에서 인접하는 강화 섬유 다발이 미리 구속됨으로써 일체화되어 있는, 일정한 폭 및 단위 면적당 중량으로 길이 방향으로 연속된 형태를 갖는 강화 섬유 기재라 할 수 있다. 따라서, 이러한 기재는, 매트릭스 수지로 강화 섬유가 강하게 구속되지 않는다. 그 때문에, 곡면 형상이나 요철 형상, 복잡한 입체 형상이어도, 프리프레그와 비교하여 원하는 형상으로 변형시키는 것이 용이하며, 적절하게 부형시키면 기계적 특성에 악영향을 미치는 주름을 억제할 수 있다는 특징을 갖는다.

또한, 최근에는 RTM 성형법, VaRTM 성형법에 있어서도, 강화 섬유를 필요한 장소에만 필요 길이만큼씩 순차 배치하여 강화 섬유 기재를 얻는 AFP(Automated Fiber Placement)법이, 생산성이 높고, 또한 강화 섬유의 폐기량을 대폭으로 저감시킬 수 있는 기술로서 주목받고 있다.

AFP법에 있어서는, 예를 들어 드라이한 강화 섬유 다발을 일방향이면서 평면 상으로 정렬시켜 하나의 강화 섬유 다발층을 형성하고, 인접하는 강화 섬유 다발을 구속하거나, 상기 층을 복수층 적층하여 층간을 구속하거나 함으로써, 시트 형태를 형성한다. 시트 형태를 형성하기 위한 강화 섬유 다발(층)의 구속 수단으로서는, 수지를 사용한 접착에 의한 구속이나, 봉합사를 사용한 봉합에 의한 구속 등이 시도되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에서는, 시트상 베이스 기재 상의 소정 위치에 복수의 강화 섬유 다발을 일방향으로 배치하고, 강화 섬유 다발을 베이스 기재 상에 랜덤하게 접착함으로써, 시트 형태를 형성하는 기술이 개시되어 있다. 이러한 기술에 의해 제작된 강화 섬유 시트는, 베이스 기재에 강화 섬유 다발이 접착됨으로써, 강화 섬유 시트로서 일체화하는 것을 가능하게 하였다.

한편, AFP법은 아니지만, 특허문헌 2가 개시한 바와 같이, 일방향 강화 섬유층과, 이 층과 섬유 배향이 상이한 다른 일방향 강화 섬유층 사이에 열가소성 수지 재료를 포함하는 고착재를 배치하여, 이들을 열 융착하도록 한 강화 섬유 기재가 알려져 있다.

또한, 강화 섬유층간의 구속 수단으로서, 예를 들어 특허문헌 3에 개시된 바와 같이, 고착재가 부여된 강화 섬유층간을 부분적으로 고착하여, 강화 섬유 적층체의 변형성을 향상시키는 기술이 알려져 있다.

특허문헌 2 또는 3에 개시된 기술은, 충전사나 보조사 등에 의해 인접하는 강화 섬유 다발이 구속된 직물 기재를 적층한 것에 유효한 기술이다.

일본 특허 공개 제2014-159099호 공보 일본 특허 공개 제2009-235182호 공보 일본 특허 공개 제2007-276453호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시된 방법으로 제작된 강화 섬유 시트는, 복잡하며 큰 곡면을 갖는 3차원 형상에 대해서는, 베이스 기재에 슬릿이 들어있다고는 해도 시트의 부형성이 비교적 낮아져, 주름이나 강화 섬유의 꼬임을 발생시키지 않고 부형시키는 것을 충분히 할 수 없었다. 또한, 성형품에 따라서는 불필요한 베이스 기재를 사용해야 한다는 점도 과제였다.

또한, 특허문헌 2 또는 3에 개시된 기술에서는, AFP법에 의해 배치된, 서로 직접적으로 구속되지 않은 강화 섬유 다발을 일체화하여, 시트로서 성립시키는 것에는 사용할 수 없었다. 이들은, 방직 구조에 의해 인접한 섬유끼리가 서로 구속된 시트끼리의 층간을 부분적으로 고착한 것에 지나지 않으며, AFP법으로 얻어지는 시트에 특유한 「서로 상이한 길이로 인접하여 정렬되어 있는 강화 섬유」끼리를 고착하는 것에 대하여 전혀 해결하는 수단을 나타내지 않았다. 즉, AFP법으로 얻어지는 강화 섬유 다발 층간을 구속하는 경우 특유의, 미구속된 강화 섬유 다발간을 적절한 고착력으로 구속하여, 섬유 배향을 어지럽히지 않고, 또한 주름이나 강화 섬유의 꼬임을 발생시키지 않고 부형시키기 위한 과제에 대해서는, 해결하는 수단이 개시되어 있지 않아, 이들 특허문헌을 참고로 해도 충분한 부형성을 갖는 강화 섬유 적층 시트를 얻을 수 없었다.

상기한 바와 같이, 베이스 기재 등의 다른 기재를 사용하지 않고 미구속된 강화 섬유 다발간을 적절한 고착력으로 구속하여, 섬유 배향을 어지럽히지 않고, 또한 주름이나 강화 섬유의 꼬임을 발생시키지 않고 부형하는 충분한 부형성을 갖는 강화 섬유 적층 시트는 지금까지 얻을 수 없었다.

또한, 부형성을 향상시키기 위해, 단순히 강화 섬유 다발의 구속력을 약화시키는 것만으로는 강화 섬유 다발이 쉽게 어긋나거나 박리되거나 하기 때문에, 강화 섬유 적층 시트로서의 형태를 유지할 수 없었다. 그 결과, 후속 공정에 강화 섬유 시트를 반송할 수 없거나, 부형했을 때에 주름이나 꼬임, 박리가 발생하거나 하여, 강화 섬유 시트로서 전혀 사용할 수 없었다. 당연히 이러한 강화 섬유 시트를 RTM법으로 성형해도, 얻어지는 성형체는 강화 섬유층의 주름 등이 남아 있는 것이며, 원하는 역학 물성을 얻는 것은 도저히 할 수 없는 것이었다.

그래서 본 발명의 과제는, 상기와 같은 종래 기술의 현 상황을 감안하여, 직접 구속되지 않은, 인접하는 강화 섬유 다발끼리를 일체화함으로써, 시트로서 취급하는 것을 가능하게 하면서, 또한 부형시에 시트로서의 형태를 유지하면서 형의 형상을 따라 변형하는 것을 가능하게 하는 강화 섬유 적층 시트, 및 이 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 상기한 강화 섬유 적층 시트를 사용하여, 부형시에 발생한 주름 등의 결함이 없고, 우수한 성형성을 갖는 섬유 강화 수지 성형체를 제공하는 데 있다.

AFP법에 있어서, 섬유 다발의 층간을 구속하는 수단에 수지 바인더를 고착재로서 사용하는 방법이 검토되어 왔다. 그러나, 시트의 부형성과 형태 안정성이라는 상반된 특성의 양립은, 종래 기술의 조합으로는 곤란하였다.

그래서, 발명자들은 예의 검토를 진행시킨 결과, 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치된 일방향 강화 섬유 다발층의 층간에 존재하는 고착 소자를 특정한 형태로 고착시킴으로써, 부형성도 시트의 형태 안정성도 우수한 강화 섬유 적층 시트가 얻어지는 것을 알아내었다. 또한, 「고착 소자」란, 강화 섬유 다발층의 층간에 존재하는 고착재 중, 고착에 관여하는 것을 말한다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해 이하의 구성을 취하는 것이다. 즉,

(1) 일방향으로 정렬되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치되어 이루어지고, 또한 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 층간이 고착 소자에 의해 서로 고착되어 있음으로써, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 일체화되어 이루어지는 강화 섬유 적층 시트이며, 이하의 조건 (i)과 (ii)를 만족하는 강화 섬유 적층 시트.

(i) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 고착 소자를 적어도 하나 포함하는 고착 부분을 갖고, 상기 고착 부분의 평균 면적 S₁이 100mm² 이하임

(ii) 상기 고착 부분 내에서 상기 고착 소자의 상기 고착 부분에 대한 면적 비율이 0.1％ 이상 80％ 이하임

(2) 일방향으로 정렬되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치되어 이루어지고, 또한 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 층간이 고착 소자에 의해 서로 고착되어 있음으로써, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 일체화되어 이루어지는 강화 섬유 적층 시트이며, 이하의 조건 (i)과 (iii)을 만족하는 강화 섬유 적층 시트.

(iii) 상기 고착 소자가 입자상 혹은 섬유 집합체상의 고착재가 용융된 것임

(3) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 상기 고착 부분을 적어도 1개소 포함하는 고착 영역을 갖고, 상기 강화 섬유 적층 시트에 대한 상기 고착 영역의 면적 비율이 30％ 이상 100％ 이하인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 강화 섬유 적층 시트.

(4) 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이 1％ 이상 50％ 이하인 고착 영역을 적어도 하나 갖는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트이며, 이하의 조건 (iv)를 더 만족하는, 강화 섬유 적층 시트.

(iv) 상기 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치되는 상기 고착 영역을 갖는 것

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트이며, 이하의 조건 (v)를 더 만족하는, 강화 섬유 적층 시트.

(v) 상기 고착 부분의 중심이 한 변의 길이 L₁(mm)의 정다각 형상의 격자상으로 배치되며, 상기 길이 L₁(mm)이 이하의 식 (1)을 만족하는 것

1≤L₁≤50 (1)

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트와 매트릭스 수지를 포함하는 섬유 강화 수지 성형체.

(8) 이하의 공정 (a) 내지 (c)를 갖는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

(a) 복수의 강화 섬유 다발을 테이블 상에 일방향으로 정렬시켜 배치하여, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1 강화 섬유 다발층을 얻는, 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정

(b) 상기 제1 강화 섬유 다발층 상에, 복수의 강화 섬유 다발을 상기 제1 강화 섬유 다발층의 섬유 방향과는 상이한 방향으로, 일방향으로 정렬시켜 더 배치하여, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제2 강화 섬유 다발층을 얻어 강화 섬유 적층체로 하는, 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정

(c) 상기 강화 섬유 적층체와 접촉하는 면에 갖는 돌기를 통해 부분적으로 상기 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압하고, 상기 제1 강화 섬유 다발층과 상기 제2 강화 섬유 다발층의 층간의 고착재를 용융시키는 시트화 기구를 사용하여, 이하의 조건 (i)과 (ii)를 만족하는 강화 섬유 적층 시트를 얻는, 시트화 공정

(9) 이하의 공정 (a) 내지 (c)를 갖는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

(c) 상기 강화 섬유 적층체와 접촉하는 면에 갖는 돌기를 통해 부분적으로 상기 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압하고, 상기 제1 강화 섬유 다발층과 상기 제2 강화 섬유 다발층의 층간의 고착재를 용융시키는 시트화 기구를 사용하여, 이하의 조건 (i)과 (iii)을 만족하는 강화 섬유 적층 시트를 얻는, 시트화 공정

(10) 상기 공정 (a)와 (b) 사이에 이하의 공정 (a1)을 갖는, 상기 (8) 또는 (9)에 기재된 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

(a1) 상기 제1 강화 섬유 다발층 상에 고착재를 배치하는, 고착재 배치 공정

(11) 상기 공정 (a) 및/또는 상기 공정 (b)에서의 강화 섬유 다발이 고착재가 부착된 강화 섬유 다발인, 상기 (8) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

(12) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 상기 고착 부분을 적어도 하나 포함하는 고착 영역을 갖고, 상기 강화 섬유 적층 시트에 대한 상기 고착 영역의 면적 비율이 30％ 이상 100％ 이하인, 상기 (8) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

(13) 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이 1％ 이상 50％ 이하인 고착 영역을 적어도 하나 갖는, 상기 (12)에 기재된 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

(14) 상기 (8) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법이며, 이하의 조건 (iv)를 더 만족하는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

(15) 상기 (8) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법이며, 이하의 조건 (v)를 더 만족하는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

1≤L₁≤50 (1)

(16) 상기 공정 (c)와 동시 또는 공정 (c) 후에, 이하의 공정 (d)를 갖는, 상기 (8) 내지 (15) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

(d) 상기 강화 섬유 적층 시트의 단부의 적어도 일부에서 고착 프레임을 형성하는, 고착 프레임 형성 공정

(17) 상기 테이블이 상기 강화 섬유 다발을 흡착하여, 유지하는 수단을 갖고, 상기 수단이 정전기적 인력을 사용한 기구, 및/또는 공기의 유동에 의해 발생하는 인력을 사용한 기구를 갖는, 상기 (8) 내지 (16) 중 어느 하나에 기재된 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 종래의 직물 기재와 동등한 형태 안정성을 나타내면서도 높은 부형성을 발휘한다.

또한, 본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법에 의하면, 본 발명의 강화 섬유 적층 시트를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 섬유 강화 수지 성형체는, 부형시의 주름에 의해 발생하는 결함 등이 없고, 우수한 성형성을 갖는 것이다.

도 1은 본 발명에 있어서의 강화 섬유 적층 시트의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 고착 부분에 관한 격자의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 있어서의 강화 섬유 적층 시트의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 4는 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법의 일 실시 형태를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 관한 고착 소자, 고착 부분, 고착 영역의 관계를 설명하는 모식도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법의 다른 실시 형태를 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 부형성의 평가에 사용한 단순 요소형의 개략 사시도이다.
도 8은 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 부형성 및 섬유 강화 수지 성형체의 성형성의 평가에 사용한 모델 형상 형 1의 사시도이다.
도 9는 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 부형성 및 섬유 강화 수지 성형체의 성형성의 평가에 사용한 모델 형상 형 2의 사시도이다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 일방향으로 정렬되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치되어 이루어지고, 또한 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 층간이 고착 소자에 의해 서로 고착되어 있음으로써, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 일체화되어 이루어지는 강화 섬유 적층 시트이며, 이하의 조건 (i)과 (ii), 혹은 (i)과 (iii)을 만족한다.

(i) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 고착 소자를 적어도 하나 포함하는 고착 부분을 갖고, 상기 고착 부분의 평균 면적 S₁이 100mm₂ 이하임

본 발명에서 고착재란, 강화 섬유 다발에 부착되어 있는 가열에 의해 연화되는 수지를 말한다. 또한, 고착 소자란, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 층간에 존재하는 고착재 중, 고착에 관여하는 것을 말한다. 여기서, 고착재 중 고착에 관여하고 있는 고착 소자와 관여하지 않은 고착재는, 이하와 같은 방법에 의해 판별된다. 우선, 고착재를 부여하지 않은 강화 섬유 다발층을 디지털 현미경(가부시키가이샤 키엔스제 VHX-1000)으로 관찰하여, 비교용으로 한다. 그 후, 강화 섬유 적층 시트를 구성하는 2층의 강화 섬유 다발층끼리를 박리하고, 강화 섬유 다발층에 부착되어 있는 고착재를 디지털 현미경(가부시키가이샤 키엔스제 VHX-1000)으로 관찰한다. 상기 방법으로 취득한 고착재의 화상으로부터, 배향이 상이한 강화 섬유 다발층에 부착된 흔적이 인정되는 경우와 그렇지 않은 경우를 나누어, 전자의 고착재는 고착 소자라 판단된다. 그의 판단 기준으로서는, 고착재를 고착면에 부여한 형태가 보존되어 있는 경우, 부착된 흔적이 인정되지 않는 것으로 한다. 한편, 고착재에 강화 섬유 다발의 배향 방향의 줄무늬상의 흔적이 남아있거나 하는 경우 등을, 배향이 상이한 강화 섬유 다발층에 부착된 흔적이 인정되는 것으로 한다.

본 발명에서 고착 부분이란, 이하의 순서에 의해 결정되는 부분을 말한다.

1) 어느 고착 소자와 다른 고착 소자의 거리가 1mm 이하인 경우, 이들 고착 소자는 서로 연속하고 있는 것으로 한다.

2) 서로 직접적 또는 간접적으로 연속하는 고착 소자의 집합을 고착 소자 그룹으로 한다. 단, 다른 어느 고착 소자와도 연속하지 않는 고착 소자에 대해서는, 이 고착 소자 하나로 하나의 고착 소자 그룹으로 한다.

3) 하나의 고착 소자 그룹에 속하는 고착 소자를 모두 포함하는 최소의 원으로 둘러싸인 부분을 고착 부분으로 한다. 또한, 고착 부분이라 정의한 원의 면적을 각각 산출하고, 강화 섬유 시트에 포함되는 모든 고착 부분의 평균 면적을 S₁로 한다.

본 발명에서 고착 영역이란, 이하의 순서에 의해 결정되는 영역을 말한다.

1) 어느 고착 부분과 다른 고착 부분의 거리가 100mm 이하인 경우, 이들 고착 부분은 서로 연속하고 있는 것으로 한다.

2) 서로 직접적 또는 간접적으로 연속하는 고착 부분의 집합을 고착 부분 그룹으로 한다. 2개 이하의 고착 부분을 포함하는 고착 부분의 집합, 또는 2개 이상의 고착 부분을 포함하지만, 모든 고착 부분이 일직선 상에 배열되는 고착 부분의 집합은, 고착 부분 그룹이 아닌 것으로 한다.

3) 하나의 고착 부분 그룹에 속하는 고착 부분의 중심을 직선으로 연결하여 얻어지는 다각형이며, 상기 고착 부분 그룹에 속하는 모든 고착 부분을 그의 내측 또는 둘레 상에 포함하는 다각형 중, 최대의 면적을 갖는 것을 고착 영역으로 한다. 또한, 강화 섬유 적층 시트에 포함되는 모든 고착 영역의 평균 면적을 S₂로 한다.

본 발명에서 부형성이란, 강화 섬유 적층 시트가, 3차원 형상의 형에 시트의 주름이나 섬유의 꼬임 없이 따르기 쉬운 성질을 말한다. 형태 안정성이란, 부형시에도 강화 섬유 다발끼리가 구속된 채 박리되지 않아, 시트로서의 일체성을 유지할 수 있는 성질을 말한다. 부형성, 형태 안정성은 모두 후술하는 방법에 의해 평가한다.

이하에, 본 발명이 바람직한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명이 도면에 기재된 발명으로 한정되는 것은 아니다.

도 1은, 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 일 실시 형태를 도시한 모식도이다. 도 1의 강화 섬유 적층 시트(101)는, 일방향으로 정렬된 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 강화 섬유 다발층(102, 103)이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치된 강화 섬유 적층 시트이다. 도 1에 있어서는, 강화 섬유 다발의 섬유 배향이 ±45°(제1 강화 섬유 다발층(102)의 섬유 배향 θ₁=+45°, 제2 강화 섬유 다발층(103)의 섬유 배향 θ₂=-45°)가 되도록 적층된 예가 도시되어 있다.

또한, 고착 부분(104)에 존재하는 고착 소자(105)에 의해 강화 섬유 다발층(102, 103)의 층간은 고착되어 있다.

또한, 도 1에 있어서는, 고착 부분(104)이 정사각형 격자의 교점에 위치하도록 배치되며, 직사각형의 강화 섬유 적층 시트(101)에 대하여 5개의 고착 영역(106)이 마련되어 있는 예가 도시되어 있다. 또한, 강화 섬유 다발층의 층간에 존재하지만, 고착에 관여하고 있지 않은 고착재(107)는, 고착 소자가 아니라 강화 섬유끼리를 구속하고 있지 않다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제1 양태는, 이하의 조건 (i)과 (ii)를 만족한다.

(i) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 고착 소자를 적어도 하나 포함하는 고착 부분의 평균 면적 S₁이 100mm² 이하임

상기한 (i)에 대하여 평균 면적 S₁이 100mm² 이하, 바람직하게는 80mm² 이하, 더욱 바람직하게는 60mm² 이하임으로써, 강화 섬유 다발이 구속되어 있는 부분이 적어지고, 시트가 변형되기 쉬워져, 부형성이 향상된다. 평균 면적 S₁의 하한에 특별히 제한은 없지만, 고착 부분이 극단적으로 작고, 고착 부분 내부에 포함되는 고착 소자가 적은 경우, 고착 소자에 의한 고착면에서의 강화 섬유의 구속력이 약해지는 경우가 있기 때문에, 고착 부분은 검출할 수 있는 최소의 고착 소자 사이즈인 0.01mm² 이상인 것이 바람직하고, 1mm² 이상인 것이 보다 바람직하다.

또한, (ii)에 대하여, 상기 고착 부분 내에서 상기 고착 소자의 상기 고착 부분에 대한 면적 비율이 0.1％ 이상 80％ 이하인 것이 바람직하고, 0.1％ 이상 50％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 함으로써 강화 섬유 다발을 모두 구속하는 것을 피할 수 있다는 점에서, 강화 섬유 적층 시트의 변형시에 강화 섬유 다발에 발생하는 왜곡을, 강화 섬유 다발의 단면 형상을 자유자재로 변형시켜 해소할 수 있으며, 강화 섬유 적층 시트의 부형성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서 고착 소자의 면적이란, 고착 소자를 강화 섬유 적층 시트의 표면에, 당해 표면에 수직인 방향으로부터 투영한 경우의 면적을 말한다.

고착 소자의 면적은, 강화 섬유 적층 시트를 구성하는 강화 섬유 다발층을 박리하고, 강화 섬유에 부착되어 있는 고착 소자를 디지털 현미경으로 촬영하여, 취득한 화상을 2치화함으로써, 그의 면적을 산출할 수 있다. 또한, 고착 부분 및 고착 영역의 면적은, 이하의 측정 방법에 의해 측정된다. 즉, 강화 섬유 적층 시트를 구성하는 서로 배향이 상이한 강화 섬유 다발층을 박리하고, 상술한 방법에 의해 고착 소자를 판별하여, 고착 소자의 위치를 결정한다. 얻어진 고착 소자의 위치로부터, 상술한 고착 부분, 고착 영역을 정의에 기초하여, 고착 부분, 고착 소자의 면적을 산출한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제2 양태는, 이하의 조건 (i)과 (iii)을 만족한다.

(iii) 상기 고착 소자가 입자상 혹은 섬유 집합체상의 수지가 용융된 것임

(i)에 대해서는 상술한 바와 같다.

(iii)에 대하여, 상기 고착 소자가 입자상 혹은 섬유 집합체상의 수지가 용융된 것임으로써, 용융된 수지인 고착 소자를 통해 강화 섬유 다발층끼리를 구속할 수 있으며, 시트로서의 취급이 가능해져, 형태 안정성이 향상된다. 또한, 본 발명에서 섬유 집합체상의 수지란, 1개 이상의 섬유상의 수지의 집합체를 말한다. 즉, 1개뿐인 섬유상의 수지도 섬유 집합체상의 수지에 포함한다. 또한, 용융성을 갖는 수지를 사용함으로써, 예를 들어 돌기 상의 압자를 사용한 부분적인 가열에 의해, 고착 부분에서만 강화 섬유 다발을 구속하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 강화 섬유 적층 시트에 있어서, 고착 소자는, 예를 들어 강화 섬유 다발층을 구성하는 강화 섬유 다발에 부착되어 있었던 고착재에서 유래하는 경우나, 강화 섬유 다발층을 형성한 후에 부여하거나 배치하거나 한 고착재에서 유래하는 경우 등을 들 수 있다. 어떤 경우에 있어서도, 복수의 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치된 후에, 후술하는 특정한 위치를 적어도 가열함으로써, 복수의 강화 섬유 다발층의 층간에 존재하는 고착재가 용융되어, 고착 소자가 고착 부분 내에 후술하는 특정한 형태로 적어도 하나 배치된 상태로 할 수 있다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 상기 고착 부분을 적어도 1개소 포함하는 고착 영역을 갖고, 상기 강화 섬유 적층 시트에 대한 상기 고착 영역의 면적 비율이 30％ 이상 100％ 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 특히 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이나 핸들링성이 향상되기 쉬워진다. 여기서 고착 영역의 면적이란, 강화 섬유 적층 시트에 포함되는 모든 고착 영역의 합계 면적을 말한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 상기 고착 영역의 평균 면적 S₂가 10000mm² 이상인 것이 바람직하다. 상기 고착 영역의 평균 면적 S₂가 10000mm² 이상임으로써, 특히 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이나 핸들링성이 향상되기 쉬워진다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이 1％ 이상 50％ 이하인 고착 영역을 적어도 하나 갖는 것이 바람직하다. 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율은, 1％ 이상 25％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 5％ 이상 20％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이 1％ 이상이면 강화 섬유 다발끼리, 혹은 강화 섬유 다발층끼리의 구속력이 강해져, 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이 향상된다. 한편, 50％ 이하이면, 강화 섬유 다발층끼리의 구속력이 약해지고, 강화 섬유 적층 시트의 부형성이 향상된다. 강화 섬유 적층 시트가 2개 이상의 고착 영역을 갖는 경우, 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이란, 각각의 고착 영역의 면적에 대한, 그의 고착 영역의 내부에 존재하는 고착 부분의 합계 면적의 비율을 말한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 이하의 조건 (iv)를 더 만족하는 것이 바람직하다.

고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치됨으로써, 강화 섬유 적층 시트의 부형시, 서로 인접하는 강화 섬유의 배향이 균일한 위치 관계를 유지한 상태에서 변형되기 쉬워지기 때문에, 주름이나 꼬임이 일어나기 어려워져, 부형성이 향상된다. 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치되는 고착 영역이, 부형시의 상기 강화 섬유 적층 시트에 있어서 주름이 발생하기 쉬운 위치 등에 부분적으로 존재함으로써도, 부형성이 향상된다.

여기서, 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치된다는 것은, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 고착 부분(204)이 격자(208)상으로 배치되어 있는 것을 말하며, 정사각형 격자(도 2a)나 정삼각형 격자(도 2b), 정육각형 격자(도 2c) 이외에, 직사각형 격자(도 2d), 삼각형 격자(도 2e), 육각형 격자(도 2f)의 형태도 취할 수 있다. 본 발명에 있어서의 격자에는, 이들을 회전시킨 격자(예를 들어, 도 2g)의 형태도 포함된다. 본 발명에서 격자상으로 배치된다는 것은, 고착 영역 내의 50％ 이상의 영역에서 격자상으로 배치되어 있으면 되고, 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상, 더욱 바람직하게는 100％이며, 일부에 결점 등을 포함해도 된다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 이하의 조건 (v)를 더 만족하는 것이 바람직하다.

1≤L₁≤50 (1)

1≤L₁을 만족함으로써, 인접하여 배치된 고착 부분끼리가 거리를 취하여 배치되기 때문에, 부형시에 인접하는 강화 섬유가 균일하게 위치나 배향을 바꾸기 쉬워지고, 주름이나 꼬임이 발생하기 어려워져, 부형성이 향상되기 쉬워진다. 또한, L₁≤50을 만족함으로써, 고착 부분끼리가 지나치게 이격되지 않고, 구속되지 않은 강화 섬유를 지지하기 쉬워지기 때문에, 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이 향상되기 쉬워진다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 상기 고착 부분의 반경 r(mm)이 이하의 식 (3)을 만족하는 것이 보다 바람직하다.

0.5≤r≤L₁/3 (3)

0.5≤r을 만족함으로써, 고착면에서 고착 부분에 의한 강화 섬유의 구속력이 발휘되기 쉬워져, 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이 향상되기 쉬워진다. 또한, r≤L₁/3을 만족함으로써, 지나치게 크지 않은 고착 부분이 이산적으로 강화 섬유를 구속하고, 부형시에 인접하는 강화 섬유가 균일하게 위치나 배향을 바꾸기 쉬워지고, 부형시의 주름이나 꼬임이 발생하기 어려워져, 부형성이 향상되기 쉬워진다.

이어서, 본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 구성 요소에 대하여 설명한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 일방향으로 정렬되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층간의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치되어 이루어지고, 또한 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 층간이 고착 소자에 의해 서로 고착되어 있음으로써, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 일체화되어 이루어지는 강화 섬유 적층 시트이다. 『일방향으로 정렬되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 강화 섬유 다발층』이란, 방직 구조나 편성 구조에 의해 동일층 내의 강화 섬유 다발의 형태가 유지되지 않고 있는 것을 말한다. 바꾸어 말하면, 제1 혹은 제2층 내의 강화 섬유 다발이, 제2 혹은 제1층에 배치된 강화 섬유 다발과 고착됨으로써 형태가 유지되어 있다.

이와 같은 구성을 취함으로써 AFP법에 의해 기재를 얻을 수 있으며, 부형성과 형태 안정성을 양립하여 핸들링 가능한 기재가 된다.

본 발명에서 강화 섬유 다발층이란, 일방향으로 정렬되어 있으며, 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하는 것이다. 바꾸어 말하면, 단일 강화 섬유 다발층만으로는 시트로서의 형태가 성립하지 않아, 취급할 수 없는 것이다. 이 일례로서 예를 들어, AFP법에 의해 강화 섬유 다발을 테이블 상에 평행하게 배열시켜 이루어지는 것을 말한다. 단, 강화 섬유 다발끼리를 구속하도록 보조사나 충전사를, 예를 들어 강화 섬유 다발과 직교 방향으로 배치하는 것은, 부형성의 개선이나 비용 삭감 등과 같은 본 발명의 효과를 약화시키기 때문에, 보조사나 충전사를 사용하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하다는 것은, 제1 강화 섬유 다발층 내의 섬유 배향과 제2 강화 섬유 다발층 내의 섬유 배향이 이루는 각도가 5도 이상인 것을 말한다. 상기 각도는 바람직하게는 10도 이상이며, 보다 바람직하게는 20도 이상이다. 이들 각도는, 기재 혹은 성형품의 단면 관찰에 의해 측정한다. 성형품을 파괴할 수 없는 경우에는, X선 CT 스캔 등에 의한 투과 관찰로 측정할 수 있다.

본 발명에 사용하는 강화 섬유 다발은, 예를 들어 강화 섬유가 유기 섬유, 유기 화합물이나 무기 화합물과 혼합되어 있거나, 수지 성분이 부착된 것이거나 해도 된다.

본 발명에 사용되는 강화 섬유로서는 특별히 제한은 없으며, 예를 들어 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 보론 섬유, 금속 섬유, 천연 섬유, 광물 섬유 등을 사용할 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해도 된다. 이 중에서도, 성형체의 비강도, 비강성이 높고 경량화의 관점에서, 폴리아크릴로니트릴(PAN)계, 피치계, 레이온계 등의 탄소 섬유가 바람직하게 사용된다. 또한, 얻어지는 성형품의 경제성을 높이는 관점에서, 유리 섬유를 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 얻어지는 성형품의 충격 흡수성이나 부형성을 높이는 관점에서, 아라미드 섬유를 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 얻어지는 성형체의 도전성을 높이는 관점에서, 니켈이나 구리, 이테르븀 등의 금속을 피복한 강화 섬유를 사용할 수도 있다.

본 발명에 사용되는 고착 소자에는, 가열에 의해 점도가 저하되는 가열 용융성 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 「폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 액정 폴리에스테르 등의 폴리에스테르나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀이나, 폴리옥시메틸렌, 폴리아미드, 폴리페닐렌술피드 등의 폴리아릴렌술피드, 폴리케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리에테르니트릴, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지, 액정 폴리머」 등의 결정성 열가소성 수지, 「스티렌 수지 이외에, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리페닐렌에테르, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트」 등의 비정질성 열가소성 수지, 그 밖에 페놀계 수지, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 또한 폴리스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리부타디엔계, 폴리이소프렌계, 불소계 수지 및 아크릴로니트릴계 등의 열가소 엘라스토머 등이나, 이들의 공중합체, 변성체 및 이들 수지를 2종류 이상 블렌드한 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 원하는 용도에 따라 수지 성분에 충전재나 도전성 부여재, 난연제, 난연 보조제 등의 첨가제나 층간 강화 입자를 혼합한 것을 사용할 수도 있다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 상기 고착 소자가 가열 용융성의 수지이며, 그의 유리 전이점 온도 T_g(℃) 또는 융점 T_m(℃)이 40℃ 이상 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 이러한 수지를 사용함으로써 가열에 의해 점도가 저하된 후, 냉각하거나 하여 상온으로 복귀된 상태일 때에 강화 섬유 다발층끼리를 고착하여, 일정한 시트 형태를 유지하는 것이 보다 확실해진다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 고착 소자는, 예를 들어 (A) 강화 섬유 다발층을 구성하는 강화 섬유 다발에 부착되어 있었던 고착재에 의한 것, 혹은 (B) 강화 섬유 다발층을 형성한 후에 부여하거나 배치하거나 한 고착재에 의한 것 등을 들 수 있다. (A)의 경우, 상기한 강화 섬유 다발에 대하여, 상기한 수지를 입자상, 선상, 띠상 등으로 한 것을 부착시키거나 혹은 코팅시켜, 고착재가 부착된 강화 섬유 다발을 얻을 수 있다. (B)의 경우, 적어도 한쪽의 강화 섬유 다발층 상에 상기한 수지를 입자상, 선상, 띠상 등으로 한 것을 살포하거나 하여 부착시키거나, 상기한 수지를 포함하는 부직포나 필름, 편물, 직물, 네트상물을 배치함으로써, 고착재가 부여 혹은 배치된 강화 섬유 다발층을 얻을 수 있다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 상기 고착 소자의 평균 직경 φ(㎛)가 10㎛ 이상 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 평균 직경 φ(㎛)는, 100㎛ 이상 300㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 함으로써 본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 변형성을 더욱 높이면서도, 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성을 유지할 수 있다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트는, 상기 고착 부분에서 상기 강화 섬유 다발의 두께 t_f(mm)와, 상기 고착 소자의 두께 t₁(mm)이 이하의 식 2를 만족하는 것이 바람직하다.

0.01≤t₁/t_f≤0.8 (2)

상기한 식 (2)를 만족함으로써도 강화 섬유 다발을 모두 구속하는 것을 피할 수 있다는 점에서, 강화 섬유 적층 시트의 변형시에 강화 섬유 다발에 발생하는 왜곡을, 강화 섬유 다발의 단면 형상을 자유자재로 변형시켜 해소할 수 있으며, 강화 섬유 적층 시트의 부형성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 여기서, 강화 섬유 다발, 고착 소자의 「두께」란, 강화 섬유 적층 시트의 표면에 대하여 수직인 방향에서의 강화 섬유 다발, 고착 소자의 길이를 말한다.

본 발명에서 t₁, t_f는, 이하와 같이 측정한다. 디지털 현미경(가부시키가이샤 키엔스제 VHX-1000)을 사용하여 상기한 방법으로 강화 섬유 적층 시트 내에서의 고착 소자를 판별하고, 또한 디지털 현미경의 초점 거리를 바꿈으로써 강화 섬유 적층 시트를 구성하는 10개 이상의 강화 섬유 다발의 두께를 측정하여, 그의 평균값을 t₁, 또한 그의 측정 개소에 존재하는 고착 소자의 두께를 측정하여, 그의 평균값을 t_f로 한다.

또한, 도 3에 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트(301)의 다른 실시 형태를 도시한다.

본 실시 양태에 있어서는, 강화 섬유 적층 시트(301)의 단부에서 고착 소자(305)를 포함하는 고착 부분(304)을 포함하는 고착 영역(306)을 둘러싸도록, 강화 섬유 다발층(302, 303)이 띠상으로 고정되어 이루어지는 프레임상의 고착 영역(307)을 갖는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 함으로써, AFP법에 의해 얻어지는 기재의 과제인, 강화 섬유 적층 시트 단부에서의 강화 섬유 다발의 흐트러짐이나 어지러워짐을 더 억제할 수 있다.

이어서, 본 발명의 섬유 강화 수지 성형체에 대하여 설명한다.

본 발명의 섬유 강화 수지 성형체는, 본 발명의 강화 섬유 적층 시트와 매트릭스 수지를 포함한다. 이러한 섬유 강화 수지 성형체는, 예를 들어 본 발명의 강화 섬유 적층 시트에 매트릭스 수지를 함침시켜 제작할 수 있다.

이 매트릭스 수지를 함침시키는 방법으로서는, RTM법을 사용할 수 있다. 즉, 성형형의 상형과 하형에 의해 형성된 캐비티 내에, 캐비티 형상으로 부형한 강화 섬유 적층 시트를 배치하여 형 체결하고, 그 후 성형형을 가압하고, 캐비티 내를 대략 진공으로 한 후에 매트릭스 수지를 주입하고, 또한 가열하거나 하여 매트릭스 수지를 고화시켜, 성형체를 얻는 방법이다.

본 발명의 섬유 강화 수지 성형체에 사용하는 매트릭스 수지로서는, 소위 열가소성 수지도 사용할 수 있지만, 바람직하게는 열경화성 수지이며, 예를 들어 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 페놀계 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 폴리이미드 수지 이외에, 이들의 공중합체, 변성체 및 이들 수지를 2종류 이상 블렌드한 것도 사용할 수 있다. 이 중에서도, 얻어지는 성형체의 역학 물성의 관점에서 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다.

이어서, 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 이하의 공정 (a) 내지 (c)를 갖는다.

(a) 복수의 강화 섬유 다발을 테이블 상에 일방향으로 정렬시켜 배치하여, 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1 강화 섬유 다발층을 얻는, 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정

(b) 상기 제1 강화 섬유 다발층 상에, 복수의 강화 섬유 다발을 상기 제1 강화 섬유 다발층의 섬유 방향과는 상이한 방향으로, 일방향으로 정렬시켜 더 배치하여, 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제2 강화 섬유 다발층을 얻어 강화 섬유 적층체로 하는, 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정

(c) 상기 강화 섬유 적층체와 접촉하는 면에 갖는 돌기를 통해 부분적으로 상기 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압하고, 상기 제1 강화 섬유 다발층과 상기 제2 강화 섬유 다발층의 층간의 고착재를 용융시키는 시트화 기구를 사용하여, 이하의 조건 (i)과 (ii), 혹은 (i)과 (iii)을 만족하는 강화 섬유 적층 시트를 얻는, 시트화 공정

이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명이 도면에 기재된 발명으로 한정되는 것은 아니다.

도 4는, 본 발명에 있어서의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법의 일 실시 형태를 도시하는 흐름도이다.

도 4의 실시 양태에 있어서는, 제1 공정으로서, 강화 섬유 다발을 테이블 상에 정렬시켜 배치하여, 제1 강화 섬유 다발층을 얻는 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정(401)을 행한다.

이어서, 제2 공정으로서, 제1 강화 섬유 다발층 상에, 제2 강화 섬유 다발층을 더 배치하여 강화 섬유 적층체를 얻는 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정(402)을 행한다.

또한, 제3 공정으로서, 강화 섬유 적층체와 접촉하는 면에 갖는 돌기를 통해 부분적으로 상기 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압하고, 고착재를 용융시키는 시트화 기구를 사용하여, 상술한 조건 (i)과 (ii), 혹은 (i)과 (iii)을 만족하는 강화 섬유 적층 시트를 얻는 시트화 공정(403)을 행한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, (a) 복수의 강화 섬유 다발을 테이블 상에 일방향으로 정렬시켜 배치하여, 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1 강화 섬유 다발층을 얻는 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정을 갖는다. 상기 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정에 있어서는, 상기와 같이 AFP법에 의해 강화 섬유 다발을 테이블 상에 평행하게 배열시키는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, (b) 상기 제1 강화 섬유 다발층 상에, 복수의 강화 섬유 다발을 상기 제1 강화 섬유 다발층의 섬유 방향과는 상이한 방향으로, 일방향으로 정렬시켜 더 배치하여, 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제2 강화 섬유 다발층을 얻어 강화 섬유 적층체로 하는 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정을 갖는다. 상기 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정에서는, 예를 들어 제1 강화 섬유 다발층 상에 강화 섬유 다발을 일방향으로 정렬시켜, 제2 강화 섬유 다발층을 형성해도 되고, 다른 테이블에서 미리 형성한 강화 섬유 다발층을 반송하여, 제1 강화 섬유 다발층 상에 배치해도 된다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, (c) 상기 강화 섬유 적층체와 접촉하는 면에 갖는 돌기를 통해 부분적으로 상기 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압하고, 상기 제1 강화 섬유 다발층과 상기 제2 강화 섬유 다발층의 층간의 고착재를 용융시키는 시트화 기구를 사용하여, 상술한 조건 (i)과 (ii), 혹은 (i)과 (iii)을 만족하는 강화 섬유 적층 시트를 얻는 시트화 공정을 갖는다.

이와 같이 함으로써, 강화 섬유 다발을 모두 구속하는 것을 피할 수 있다는 점에서, 강화 섬유 적층 시트의 변형시에 강화 섬유 다발에 발생하는 왜곡을, 강화 섬유 다발의 단면 형상을 자유자재로 변형시켜 해소할 수 있으며, 강화 섬유 적층 시트의 부형성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이어서, 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법의 구성 요소에 대하여 설명한다.

본 발명에 사용하는 테이블은, 적어도 배치한 강화 섬유 다발이 움직이지 않을 정도로 유지할 수 있는 것이면 된다. 바람직하게는, 상기 테이블이 상기 강화 섬유 다발을 흡착하여, 유지하는 수단을 갖고, 상기 수단이 정전기적 인력을 사용한 기구, 및/또는 공기의 유동에 의해 발생하는 인력을 사용한 기구를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 테이블을 사용함으로써 배치한 직접적인 구속력이 없는 강화 섬유 다발이 어긋나지 않고, 보다 확실하게 강화 섬유 다발을 유지할 수 있다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 공정 (c)에 있어서, 상기 강화 섬유 적층체와 접촉하는 면에 갖는 돌기를 통해 부분적으로 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압하고, 고착재를 용융시키는 시트화 기구를 사용한다.

상기 시트화 기구의 구체예로서, 돌기를 갖는 평판상의 압자나 롤러를 사용하여 가열 및/또는 가압하는 기구를 들 수 있다. 이 시트화 기구를 사용함으로써, 복수의 강화 섬유 다발층의 층간에 존재하는 고착재가 용융되어, 고착 소자가 고착 부분 내에 후술하는 특정한 형태로 적어도 하나 배치된 상태가 된다. 그리고, 시트화 기구를 강화 섬유 다발층에 댄 부분이 고착 영역이 되고, 실제로 강화 섬유 다발층과 접촉한 돌기의 부분이 기본적으로 고착 부분이 될 수 있다.

도 5에 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법 관점으로부터 본 고착 소자, 고착 부분, 고착 영역의 관계를 설명하는 모식도를 도시한다. 제1 강화 섬유 다발층(505) 상에 고착재(504)가 배치되어 있으며, 그 위에 배치되어 있는 도시되지 않은 제2 강화 섬유 다발층 상으로부터, 시트화 기구로 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압한다. 이때, 시트화 기구로 가열 및/또는 가압한 장소가 고착 영역(503), 시트화 기구의 돌기가 강화 섬유 적층체에 접촉한 장소가 고착 부분(502)이 된다. 또한, 고착 부분(502)의 고착재(504)는, 용융되어 층간 고착에 기여하는 고착 소자(501)가 된다.

또한, 본 발명에서 부형성이란, 강화 섬유 적층 시트가, 3차원 형상의 형에 시트의 주름이나 섬유의 꼬임 없이 따르기 쉬운 성질을 말한다. 형태 안정성이란, 부형시에도 강화 섬유 다발끼리가 구속된 채 박리되지 않아, 시트로서의 일체성을 유지할 수 있는 성질을 말한다. 부형성, 형태 안정성은, 모두 후술하는 방법에 의해 평가한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 상기 고착 부분을 적어도 하나 포함하는 고착 영역을 갖고, 상기 강화 섬유 적층 시트에 대한 상기 고착 영역의 면적 비율을 30％ 이상 100％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 특히 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이나 핸들링성이 향상되기 쉬워진다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법에 있어서는, 상기 고착 영역의 평균 면적 S₂를 10000mm² 이상으로 하는 것이 바람직하다. 상기 고착 영역의 평균 면적 S₂를 10000mm² 이상으로 함으로써, 특히 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이나 핸들링성이 향상되기 쉬워진다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이 1％ 이상 50％ 이하인 고착 영역을 적어도 하나 갖게 하는 것이 바람직하다. 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율은, 1％ 이상 25％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 5％ 이상 20％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이 1％ 이상이면 강화 섬유 다발끼리, 혹은 강화 섬유 다발층끼리의 구속력이 강해져, 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이 향상된다. 한편, 50％ 이하이면, 강화 섬유 다발층끼리의 구속력이 약해지고, 강화 섬유 적층 시트의 부형성이 향상된다. 또한, 강화 섬유 적층 시트가 2개 이상의 고착 영역을 갖는 경우에 있어서, 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이란, 각각의 고착 영역에 대한 그의 내부에 존재하는 고착 부분의 합계 면적의 비율을 말한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 상기한 바와 같이 이하의 조건 (iv)를 더 만족하는 것이 바람직하다.

(iv) 상기 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치되는 상기 고착 영역을 갖게 하는 것.

고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배 됨으로써, 상기한 바와 같이 강화 섬유 적층 시트의 부형시, 서로 인접하는 강화 섬유의 배향이 균일한 위치 관계를 유지한 상태에서 변형되기 쉬워지기 때문에, 주름이나 꼬임이 일어나기 어려워져, 부형성이 향상된다. 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치되는 고착 영역이, 부형시의 상기 강화 섬유 적층 시트에 있어서 주름이 발생하기 쉬운 위치 등에 부분적으로 존재함으로써도, 부형성이 향상된다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 이하의 조건 (v)를 더 만족하는 것이 바람직하다.

(v) 상기 고착 부분의 중심을 한 변 L₁(mm)의 정다각 형상의 격자상으로 배치시켜, 상기 길이 L₁(mm)이 이하의 식 (1)을 만족하게 하는 것

1≤L₁≤50 (1)

상기한 바와 같이, 상기 길이 L₁(mm)이 1mm 이상이면 강화 섬유 다발층끼리의 구속력을 약하게 할 수 있으며, 강화 섬유 적층 시트의 부형성이 향상되기 쉬워진다. 한편, 50mm 이하이면, 강화 섬유 다발끼리, 혹은 강화 섬유 다발층끼리의 구속력을 강하게 할 수 있으며, 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이 향상되기 쉬워진다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 상기 반경 r(mm)이 이하의 식 (3)을 만족하게 하는 것이 보다 바람직하다.

0.5≤r≤L₁/3 (3)

상기 반경 r을 0.5 이상으로 함으로써, 고착면에서 고착 부분에 의한 강화 섬유의 구속력이 발휘되기 쉬워져, 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성이 향상되기 쉬워진다. 또한, 상기 반경 r을 L₁/3 이하로 함으로써, 지나치게 크지 않은 고착 부분이 이산적으로 강화 섬유를 구속하고, 부형시에 인접하는 강화 섬유가 균일하게 위치나 배향을 바꾸기 쉬워지고, 부형시의 주름이나 꼬임이 발생하기 어려워져, 부형성이 향상되기 쉬워진다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 상기 공정 (a)와 (b) 사이에 이하의 공정 (a1)을 갖는 것이 바람직하다.

(a1) 상기 제1 강화 섬유 다발층 상에 고착재를 배치하는 고착재 배치 공정.

도 6은, 상기 공정 (a1)을 갖는 본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법의 다른 실시 형태를 도시하는 흐름도이다.

본 실시 형태에 있어서는, 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정(601)과 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정(603) 사이에 제1 강화 섬유 다발층 상에 고착재를 배치하는, 고착재 배치 공정(602)을 행한다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 상기 공정 (a)와 (b) 사이에 상기 공정 (a1)을 가짐으로써, 보다 적절한 양의 고착재를 배치할 수 있으며, 보다 확실하게 설계대로의 기능을 발휘할 수 있게 된다.

상기 공정 (a1)을 갖는 경우, 제1 강화 섬유 다발층 상 혹은 제2 강화 섬유 다발층의 제1 강화 섬유 다발층과 접촉하는 면에, 상술한 가열 용융성의 수지를 입자상, 선상, 띠상 등의 형태로 한 것을 살포하거나 하여 부착시키거나, 상술한 가열 용융성의 수지를 포함하는 부직포나 필름, 편물, 직물, 네트상물을 배치함으로써 고착재를 배치할 수 있다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 상기 공정 (a) 및/또는 상기 공정 (b)에서의 강화 섬유 다발이 고착재가 부착된 강화 섬유 다발인 것이 바람직하다. 강화 섬유 다발이 고착재가 부착된 강화 섬유 다발임으로써, 강화 섬유 다발이 보다 강직해지고, 배치시의 형태 변화가 억제되어, 강화 섬유 다발층의 균일성이 향상된다. 고착재가 부착된 강화 섬유 다발은, 예를 들어 상술한 바와 같이, 강화 섬유 다발에 대하여 상기한 수지를 입자상, 선상, 띠상 등으로 한 것을 부착시키거나, 혹은 코팅시켜 얻을 수 있다.

본 발명의 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 상기 공정 (c)와 동시 또는 공정 (c) 후에, 이하의 공정 (d)를 갖는 것이 바람직하다.

상기 공정 (c)보다 먼저 상기 공정 (d)를 가지면, 공정 (d)에 의해 형성된 고착 프레임이 공정 (c)시에 어긋나버리는 경우가 있다는 점에서, 상기 공정 (c)와 동시 또는 공정 (c) 후에 상기 공정 (d)를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 공정 (d)를 가짐으로써, 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 단부에 선상 또는 띠상으로 고정되어 이루어지는 고착 프레임이 형성되며, AFP법에 의해 얻어지는 기재의 과제인, 강화 섬유 적층 시트 단부에 있어서의 강화 섬유 다발의 흐트러짐이나 어지러워짐을 더욱 억제할 수 있다.

실시예

이하에 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.

우선, 강화 섬유 적층 시트의 부형성, 형태 안정성, 섬유 강화 수지 성형체의 평가에 대하여 나타낸다.

강화 섬유 적층 시트의 부형성에 대해서는, 타원구 형상을 수평 방향으로 잘라낸 형상인 단순 요소형(도 7)로의 부형과, 항공기의 스킨·스트링거 구조에 사용되는 Z형 스트링거의 형상을 모방한 모델 형상 형 1(도 8)로의 부형, 또한 자동차의 트렁크 리드 형상을 모방한 모델 형상 형 2(도 9)로의 부형의 3개로 평가하였다. 이하에, 강화 섬유 적층 시트의 부형성 평가 기준을 나타낸다.

AA: 주름 없음

A: 면외 방향의 주름이 4개소 이내임

B: 면외 방향의 주름이 5개소 이상 10개소 이내임

C: 면외 방향의 주름이 10개소 이상임

또한, 이하에 강화 섬유 적층 시트의 형태 안정성 평가 기준을 나타낸다.

AA: 박리 없음

A: 박리된 부분의 강화 섬유 다발간의 간극이 최대 3mm 미만임

B: 박리된 부분의 강화 섬유 다발간의 간극이 최대 3mm 이상 5mm 미만임

C: 박리된 부분의 강화 섬유 다발간의 간극이 최대 5mm 이상임

한편, 섬유 강화 수지 성형체의 평가에 대해서는, 모델 형상 형 1, 모델 형상 형 2에서 얻어진 프리폼을 사용하여, RTM법으로 성형하여 얻은 섬유 강화 수지 성형체를, 성형체 중의 강화 섬유 다발층의 주름 등의 불량의 발생의 정도를 눈으로 확인함으로써 평가하였다. 이하에, 섬유 강화 수지 성형체의 평가 기준을 나타낸다.

AA: 주름 등의 불량 없음

A: 주름 등의 불량이 4개소 이내임

B: 주름 등의 불량이 5개소 이상 10개소 이내임

C: 주름 등의 불량이 10개소 이상임

[참고예 1] 강화 섬유 다발 1

도레이 가부시키가이샤제 탄소 섬유 "토레카" T700SC(단사수: 24000개)를, 개섬 롤러를 갖는 개섬기로 폭 25mm가 되도록 개섬하였다. 이어서, 평균 입자 직경 150㎛의 비스페놀 A형 에폭시 수지(헌츠맨사제 XB3366, T_g: 80℃)를 포함하는 고착재를 탄소 섬유 중량에 대하여 4wt％의 중량으로 부착시켰다. 또한, 고착재를 부착시킨 탄소 섬유를 가열 장치 내에서 200℃에서 가열함으로써 고착재의 일부를 용융시키고, 후속 공정에서 고착재가 떨어지지 않도록 하여, 강화 섬유 다발 1을 얻었다.

[참고예 2] 매트릭스 수지

매트릭스 수지로서, 2액성 에폭시 수지(주제: 미쯔비시 가가꾸 가부시키가이샤제 jER828, 경화제: 도레이 가부시키가이샤제 산 무수물계 경화제)를 사용하였다.

[참고예 3] 압자판 1

한 변의 길이(L₁)가 20mm(L₁/3=6.7mm)인 정사각형 격자의 각 정점 위치에, 반경(r)이 2.5mm인 원 형상으로 높이 1mm의 돌기부가 배치된 구리제의 압자판이다.

[참고예 4] 압자판 2

한 변의 길이(L₁)가 20mm(L₁/3=6.7mm)인 정사각형 격자의 각 정점 위치에, 한 변의 길이가 7.07mm인 정사각형 형상으로 높이 1mm의 돌기부가 배치된 구리제의 압자판이다. 이 압자판에 있어서, 반경(r)은 5.0mm가 된다.

[참고예 5] 압자판 3

한 변의 길이(L₁)가 5mm(L₁/3=1.7mm)인 정사각형 격자의 각 정점 위치에, 반경(r)이 1.25mm, 높이 1mm의 원 형상의 돌기부가 배치된 구리제의 압자판이다.

[참고예 6] 압자판 4

한 변의 길이(L₁)가 20mm(L₁/3=6.7mm)인 정삼각형 격자의 각 정점 위치에, 반경(r)이 2.5mm, 높이 1mm의 원 형상의 돌기부가 배치된 구리제의 압자판이다.

[참고예 7] 압자판 5

한 변의 길이(L₁)가 20mm(L₁/3=6.7mm)인 정육각형 격자의 각 정점 위치에, 반경(r)이 2.5mm, 높이 1mm의 원 형상의 돌기부가 배치된 구리제의 압자판이다.

[참고예 8] 압자판 6

랜덤한 위치에, 반경(r)이 2.5mm, 높이 1mm의 원 형상의 돌기부가 배치된 구리제의 압자판이다.

[참고예 9] 압자판 7

한 변의 길이(L₁)가 5mm(L₁/3=1.7mm)인 정사각형 격자의 각 정점 위치에, 반경(r)이 2.5mm, 높이 1mm의 원 형상의 돌기부가 배치된 구리제의 압자판이다.

[참고예 10] 평판 1

압자판 1 내지 7과 같이 돌기를 갖지 않는 구리제의 평판이다.

[실시예 1]

참고예 1에서 얻어진 강화 섬유 다발 1을, AFP 장치에 의해 정전기적 인력을 사용한 기구에 의해 강화 섬유 다발을 흡착, 유지할 수 있는 테이블 상에 일방향으로 정렬시켜 배치시켜, 강화 섬유 다발층(강화 섬유 다발층 1 내지 8)을 제작하였다. 각각의 형상에 대하여, 제작한 강화 섬유 다발층을 표 1에 나타낸다. 단순 요소형에서의 강화 섬유 적층 시트의 부형성의 평가에 사용한 것은, 300mm×300mm의 강화 섬유 다발층 1 및 2, 모델 형상 형 1에서의 강화 섬유 적층 시트의 부형성의 평가에 사용한 것은, 500mm×200mm의 강화 섬유 다발층 3 및 4, 모델 형상 형 2에서의 강화 섬유 적층 시트의 부형성의 평가에 사용한 것은, 모델 형상 형 2에 대응한 1.8m×1.3m의 강화 섬유 다발층 5 내지 8이다.

(단순 요소형에서의 강화 섬유 적층 시트의 부형성의 평가)

상기한 강화 섬유 다발층 1을 1층 테이블 상에 배치한 후, 1층째의 강화 섬유 다발의 섬유 배향각과 90°를 이루도록 배치시킨 2층째의 강화 섬유 다발층 2를 배치하였다.

이어서, 150℃로 가열한 압자판 1(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 5％)을 돌기 부분의 압력이 120kPa가 되도록 3초간 압박함으로써, 격자상으로 배열시킨 돌기 부분만을 고착시켜 고착 부분을 형성하여, 강화 섬유 적층 시트 (1A)를 얻었다. 또한, 압자판 1에 의해 압박한 부분, 즉 고착 영역은, 강화 섬유 적층 시트 중 면적 비율로 100％로 하였다. 또한, 이하의 실시예에서 원 형상의 돌기를 갖는 평판상의 압자를 사용한 경우, 돌기의 면적을 고착 부분의 면적으로 하였다.

강화 섬유 적층 시트의 부형성 및 형태 안정성의 평가 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다. 부형 후의 강화 섬유 적층 시트에 주름이나 박리는 보이지 않았다.

(모델 형상 형 1에서의 강화 섬유 적층 시트의 부형성의 평가)

상기한 강화 섬유 다발층 3을 1층 테이블 상에 배치한 후, 1층째의 강화 섬유 다발의 섬유 배향각과 90°를 이루도록 배치시킨 2층째의 강화 섬유 다발층 4를 배치하였다.

이어서, 150℃로 가열한 압자판 1(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 5％)을 돌기 부분의 압력이 120kPa가 되도록 3초간 압박함으로써, 격자상으로 배열시킨 돌기 부분만을 고착시켜 고착 부분을 형성하여, 강화 섬유 적층 시트 (1B)를 얻었다. 또한, 압자판 1에 의해 압박한 부분, 즉 고착 영역은, 강화 섬유 적층 시트 중 면적 비율로 100％로 하였다.

(모델 형상 형 1에서의 섬유 강화 수지 성형체의 성형성의 평가)

모델 형상 형 1 상에 강화 섬유 적층 시트 (1B)를 4매 적층하고, 부형하여 프리폼을 얻었다. 그리고, 얻어진 프리폼을 130℃로 가열한 형에 배치하고, 형 체결한 후에, 4MPa로 형을 가압하여, 캐비티 내를 대략 진공으로 한 후에, 참고예 3의 매트릭스 수지를 0.1MPa의 주입 압력으로 주입하였다. 주입 후에는 형의 온도와 압력을 유지하고, 매트릭스 수지를 충분히 경화시켜, 형을 개방하고, 성형체를 탈형하여 섬유 강화 수지 성형체 (1C)를 얻었다.

섬유 강화 수지 성형체의 평가 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다. 육안 확인한 바, 성형체에 강화 섬유 다발층의 주름은 보이지 않고, 매우 양호한 성형체가 얻어졌다.

(모델 형상 형 2에서의 강화 섬유 적층 시트의 부형성의 평가)

상기한 강화 섬유 다발층 5를 1층 테이블 상에 배치한 후, 1층째의 강화 섬유 다발의 섬유 배향각과 90°를 이루도록 배치시킨 2층째의 강화 섬유 다발층 6을 배치하였다.

이어서, 150℃로 가열한 압자판 1(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 5％)을 돌기 부분의 압력이 120kPa가 되도록 3초간 압박함으로써, 격자상으로 배열시킨 돌기 부분만을 고착시켜 고착 부분을 형성하여, 강화 섬유 적층 시트 (1D)를 얻었다. 또한, 압자판 1에 의해 압박한 부분, 즉 고착 영역은, 강화 섬유 적층 시트 중 면적 비율로 100％로 하였다.

(모델 형상 형 2에서의 섬유 강화 수지 성형체의 성형성의 평가)

강화 섬유 적층 시트 (1D)와 마찬가지로, 상기한 강화 섬유 다발층 7을 1층 테이블 상에 배치한 후, 1층째의 강화 섬유 다발의 섬유 배향각과 90°를 이루도록 배치시킨 2층째의 강화 섬유 다발 8을 배치한 점만이 상이한 강화 섬유 적층 시트 (1D-2)를 제작하고, 실제 형상 모델 형 2 상에 강화 섬유 적층 시트 (1D, 1D-2)를 대칭 적층이 되도록 4매 적층하고, 부형하여 프리폼을 얻었다. 그리고, 얻어진 프리폼을 130℃로 가열한 형에 배치하고, 형 체결한 후에, 4MPa로 형을 가압하여, 캐비티 내를 대략 진공으로 한 후에, 참고예 3의 매트릭스 수지를 0.1MPa의 주입 압력으로 주입하였다. 주입 후에는 형의 온도와 압력을 유지하고, 매트릭스 수지를 충분히 경화시켜, 형을 개방하고, 성형체를 탈형하여 섬유 강화 수지 성형체 (1E)를 얻었다.

[실시예 2]

강화 섬유 다발층의 고착에 사용하는 압자판을 압자판 2(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 10.7％)로 바꾼 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (2A), (2B), (2D) 및 섬유 강화 수지 성형체 (2C), (2E)를 얻었다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과, 및 섬유 강화 수지 성형체의 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대해서는, 단순 요소형 (2A)에서는 주름이 1개소, 모델 형상 형 1(2B)에서는 주름이 1개소, 모델 형상 형 2(2C)에서는 주름이 1개소, 단부에서 최대 2mm의 섬유 다발의 박리가 보였지만, 문제가 되는 주름이나 박리는 보이지 않았다. 또한, 성형체를 육안 확인한 바, 모델 형상 형 1(2D)에서는 강화 섬유 다발의 주름이 2개소, 모델 형상 형 2(2E)에서는 강화 섬유 다발의 주름이 2개소 보였지만, 양호한 성형체가 얻어졌다.

[실시예 3]

강화 섬유 다발층의 고착에 사용하는 압자판을 압자판 3(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 20％)으로 바꾼 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (3A), (3B), (3D) 및 섬유 강화 수지 성형체 (3C), (3E)를 얻었다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과, 및 섬유 강화 수지 성형체의 평가 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대해서는, 단순 요소형 (3A)에서는 주름이 2개소, 모델 형상 형 1(3B)에서는 주름이 2개소, 모델 형상 형 2(3C)에서는 주름이 2개소, 단부에서 최대 2mm의 섬유 다발의 박리가 보였지만, 문제가 되는 주름이나 박리는 보이지 않았다. 또한, 성형체를 육안 확인한 바, 모델 형상 형 1(3D)에서는 강화 섬유 다발층의 주름이 3개소, 모델 형상 형 2(3E)에서는 강화 섬유 다발층의 주름이 3개소 보였지만, 양호한 성형체가 얻어졌다.

[실시예 4]

강화 섬유 다발층의 고착에 사용하는 압자판을 압자판 4(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 6％)로 바꾼 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (4A), (4B), (4D) 및 섬유 강화 수지 성형체 (4C), (4E)를 얻었다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과, 및 섬유 강화 수지 성형체의 평가 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대해서는, 단순 요소형 (4A)에서는 주름이 5개소, 모델 형상 형 1(4B)에서는 주름이 6개소, 단부에서 최대 3mm의 섬유 다발의 박리가 보이고, 모델 형상 형 2(4C)에서는 주름이 6개소, 단부에서 최대 4mm의 섬유 다발의 박리가 보였지만, 문제가 되는 주름이나 박리는 보이지 않았다. 또한, 성형체를 육안 확인한 바, 모델 형상 형 1(4D)에서는 강화 섬유 다발층의 주름이 5개소, 모델 형상 형 2(4E)에서는 강화 섬유 다발층의 주름이 6개소 보였지만, 양호한 성형체가 얻어졌다.

[실시예 5]

강화 섬유 다발층의 고착에 사용하는 압자판을 압자판 5(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 4％)로 바꾼 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (5A), (5B), (5D) 및 섬유 강화 수지 성형체 (5C), (5E)를 얻었다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과, 및 섬유 강화 수지 성형체의 평가 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대해서는, 단순 요소형 (5A)에서는 주름이 2개소, 모델 형상 형 1(5B)에서는 주름이 3개소, 단부에서 최대 2mm의 섬유 다발의 박리가 보이고, 모델 형상 형 2(5C)에서는 주름이 3개소, 단부에서 최대 2mm의 섬유 다발의 박리가 보였지만, 문제가 되는 주름이나 박리는 보이지 않았다. 또한, 성형체를 육안 확인한 바, 모델 형상 형 1(5D)에서는 강화 섬유 다발층의 주름이 3개소, 모델 형상 형 2(5E)에서는 강화 섬유 다발층의 주름이 3개소 보였지만, 양호한 성형체가 얻어졌다.

[실시예 6]

강화 섬유 다발층의 고착에 사용하는 압자판을 압자판 6(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 5％)으로 바꾼 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (6A), (6B), (6D) 및 섬유 강화 수지 성형체 (6C), (6E)를 얻었다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과, 및 섬유 강화 수지 성형체의 평가 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대해서는, 단순 요소형 (6A)에서는 강화 섬유 적층 시트의 단부를 중심으로 강화 섬유 다발의 박리가 많이 발생하였으며, 최대 4mm의 박리가 발생하였다. 모델 형상 형 1(6B), 모델 형상 형 2(6C)에서도 마찬가지의 박리가 발생하였으며, 최대 4mm의 박리가 발생하였을 뿐만 아니라, 면외 방향으로의 주름이 5개소 발생하였다. 또한, 성형체를 육안 확인한 바, 모델 형상 형 1(6D)에서는 강화 섬유 다발층의 주름이 8개소, 모델 형상 형 2(6E)에서는 강화 섬유 다발층의 주름이 9개소 보였지만, 모두 단부의 제품외 영역이었기 때문, 사용에는 문제가 없는 성형체가 얻어졌다.

[실시예 7]

고착 영역을 이하의 (R1), (R2)의 2개소가 되도록 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (7A)를 얻었다.

(R1) 강화 섬유 적층 시트의 외주로부터 20mm 이내의 범위

(R2) 강화 섬유 적층 시트의 중심과, 100mm×100mm의 정사각형의 무게 중심이 일치하는 장소에 배치되어 있으며, 또한 각 변이 강화 섬유 적층 시트의 외주와 평행해지는 정사각형의 범위

또한, 이 경우의 고착 영역에 대한 면적 비율은 36％이다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대하여, 단순 요소형 (7A)에서는 주름은 보이지 않았지만, 최대 4mm의 섬유 다발의 박리가 보였다.

[비교예 1]

강화 섬유 다발층의 고착에 사용하는 압자판을 평판 1(고착 부분: 시트 전체(면적은 시트 면적과 동일함(모두 100mm² 이상)) 고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 100％)로 바꾼 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (8A), (8B), (8D)를 얻었다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대하여, 단순 요소형 (8A)에서는 섬유 다발의 박리는 보이지 않았지만, 강화 섬유 적층 시트의 일부가 면외 방향으로 좌굴된 상태에서 겹쳐진 주름이 발생하였다. 모델 형상 형 1(8B), 모델 형상 형 2(8C)에서도 섬유 다발의 박리는 보이지 않았지만, 마찬가지의 주름이 발생하여, 섬유 강화 수지 성형체의 성형에 사용할 수 없었다.

[비교예 2]

강화 섬유 다발층의 고착에 사용하는 압자판을 압자판 7(고착 부분의 고착 영역에 대한 면적 비율: 79％)로 바꾼 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (9A), (9B), (9D)를 얻었다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대하여, 단순 요소형 (9A)에서는 섬유 다발의 박리는 보이지 않았지만, 강화 섬유 적층 시트의 일부가 면외 방향으로 좌굴된 상태에서 겹쳐진 주름이 발생하였다. 모델 형상 형 1(9B), 모델 형상 형 2(9C)에서도 섬유 다발의 박리는 보이지 않았지만, 마찬가지의 주름이 발생하여, 섬유 강화 수지 성형체의 성형에 사용할 수 없었다.

[비교예 3]

고착 영역을 이하의 (R1)의 1개소가 되도록 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (10A)를 얻었다.

(R1) 강화 섬유 적층 시트의 외주로부터 20mm 이내의 범위

또한, 이 경우의 고착 영역에 대한 면적 비율은 25％이다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대하여, 단순 요소형 (10A)에서는 주름이 4개소 발생하고, 강화 섬유 적층 시트의 미고착 영역에서는 강화 섬유 다발의 박리가 많이 발생하였으며, 최대 10mm의 박리가 5개소 이상 발생하였다.

[비교예 4]

실시예 1에서의 고착재의 부여 공정에 있어서, 부여량을 2배로 바꾸고, 고착 소자의 고착 부분에 대한 면적 비율을 85％로 바꾼 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 강화 섬유 적층 시트 (11A), (11B), (11D)를 얻었다.

강화 섬유 적층 시트의 평가 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다. 부형성 및 형태 안정성에 대하여, 단순 요소형 (11A)에서는 섬유 다발의 박리는 보이지 않았지만, 강화 섬유 적층 시트의 일부가 면외 방향으로 좌굴된 상태에서 겹쳐진 주름이 발생하였다. 모델 형상 형 1(11B), 모델 형상 형 2(11C)에서도 섬유 다발의 박리는 보이지 않았지만, 마찬가지의 주름이 발생하여, 섬유 강화 수지 성형체의 성형에 사용할 수 없었다.

[부호의 설명]

101, 301: 강화 섬유 적층 시트

102, 103, 302, 303: 강화 섬유 다발층

104, 204, 304, 502: 고착 부분

105, 305, 501: 고착 소자

106, 306, 503: 고착 영역

107, 504: 고착재

307: 프레임상의 고착 영역

208: 격자

401, 601: 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정

402, 603: 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정

403, 604: 시트화 공정

505: 제1 강화 섬유 다발층

602: 고착재 배치 공정

본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법은, 특히 섬유 강화 플라스틱 성형체가 복잡한 곡면을 갖는 형상이어도 적합하게 사용할 수 있는 강화 섬유 적층 시트를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 관한 강화 섬유 적층 시트를 사용하여 성형되는 섬유 강화 수지 성형체는, 예를 들어 항공기 부재, 자동차 부재, 오토바이 부재 등의 수송용 기기에 있어서의 1차 구조 부재, 2차 구조 부재, 외장 부품이나 내장 부품, 혹은 풍차 블레이드, 로봇 암이나 X선 천판(top panel)과 같은 의료 기기 등의 일반 산업 용도의 부재에도 적합하다.

Claims

일방향으로 정렬되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치되어 이루어지고, 또한 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 층간이 고착 소자에 의해 서로 고착되어 있음으로써, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 일체화되어 이루어지는 강화 섬유 적층 시트이며, 이하의 조건 (i), (ii) 및 (iv)를 만족하는 강화 섬유 적층 시트.
(i) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 고착 소자를 적어도 하나 포함하는 고착 부분을 적어도 1개소 포함하는 고착 영역을 갖고, 상기 고착 부분의 평균 면적 S₁이 100mm² 이하임
(ii) 상기 고착 부분 내에서 상기 고착 소자의 상기 고착 부분에 대한 면적 비율이 0.1％ 이상 80％ 이하임
(iv) 상기 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치되는 상기 고착 영역을 갖는 것
일방향으로 정렬되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하며, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 서로 섬유 배향이 상이하도록 배치되어 이루어지고, 또한 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 층간이 고착 소자에 의해 서로 고착되어 있음으로써, 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층이 일체화되어 이루어지는 강화 섬유 적층 시트이며, 이하의 조건 (i), (iii) 및 (iv)를 만족하는 강화 섬유 적층 시트.
(i) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 고착 소자를 적어도 하나 포함하는 고착 부분을 적어도 1개소 포함하는 고착 영역을 갖고, 상기 고착 부분의 평균 면적 S₁이 100mm² 이하임
(iii) 상기 고착 소자가 입자상 혹은 섬유 집합체상의 고착재가 용융된 것임
(iv) 상기 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치되는 상기 고착 영역을 갖는 것
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강화 섬유 적층 시트에 대한 상기 고착 영역의 면적 비율이 30％ 이상 100％ 이하인 강화 섬유 적층 시트.
제3항에 있어서, 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이 1％ 이상 50％ 이하인 고착 영역을 적어도 하나 갖는, 강화 섬유 적층 시트.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 이하의 조건 (v)를 더 만족하는, 강화 섬유 적층 시트.
(v) 상기 고착 부분의 중심이 한 변의 길이 L₁(mm)의 정다각 형상의 격자상으로 배치되며, 상기 길이 L₁(mm)이 이하의 식 (1)을 만족하는 것
1≤L₁≤50 (1)
제1항 또는 제2항에 기재된 강화 섬유 적층 시트와 매트릭스 수지를 포함하는 섬유 강화 수지 성형체.
이하의 공정 (a) 내지 (c)를 갖는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.
(a) 복수의 강화 섬유 다발을 테이블 상에 일방향으로 정렬시켜 배치하여, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1 강화 섬유 다발층을 얻는, 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정
(b) 상기 제1 강화 섬유 다발층 상에, 복수의 강화 섬유 다발을 상기 제1 강화 섬유 다발층의 섬유 방향과는 상이한 방향으로, 일방향으로 정렬시켜 더 배치하여, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제2 강화 섬유 다발층을 얻어 강화 섬유 적층체로 하는, 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정
(c) 상기 강화 섬유 적층체와 접촉하는 면에 갖는 돌기를 통해 부분적으로 상기 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압하고, 상기 제1 강화 섬유 다발층과 상기 제2 강화 섬유 다발층의 층간의 고착재를 용융시키는 시트화 기구를 사용하여, 이하의 조건 (i), (ii) 및 (iv)를 만족하는 강화 섬유 적층 시트를 얻는, 시트화 공정.
(i) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 고착 소자를 적어도 하나 포함하는 고착 부분을 적어도 하나 포함하는 고착 영역을 갖고, 상기 고착 부분의 평균 면적 S₁이 100mm² 이하임
(ii) 상기 고착 부분 내에서 상기 고착 소자의 상기 고착 부분에 대한 면적 비율이 0.1％ 이상 80％ 이하임
(iv) 상기 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치되는 상기 고착 영역을 갖는 것
이하의 공정 (a) 내지 (c)를 갖는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.
(a) 복수의 강화 섬유 다발을 테이블 상에 일방향으로 정렬시켜 배치하여, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제1 강화 섬유 다발층을 얻는, 제1 강화 섬유 다발층 배치 공정
(b) 상기 제1 강화 섬유 다발층 상에, 복수의 강화 섬유 다발을 상기 제1 강화 섬유 다발층의 섬유 방향과는 상이한 방향으로, 일방향으로 정렬시켜 더 배치하여, 동일층 내의 강화 섬유 다발간에 직접적인 구속력이 없는 제2 강화 섬유 다발층을 얻어 강화 섬유 적층체로 하는, 제2 강화 섬유 다발층 배치 공정
(c) 상기 강화 섬유 적층체와 접촉하는 면에 갖는 돌기를 통해 부분적으로 상기 강화 섬유 적층체를 가열 및/또는 가압하고, 상기 제1 강화 섬유 다발층과 상기 제2 강화 섬유 다발층의 층간의 고착재를 용융시키는 시트화 기구를 사용하여, 이하의 조건 (i), (iii) 및 (iv)를 만족하는 강화 섬유 적층 시트를 얻는, 시트화 공정.
(i) 상기 제1, 제2 강화 섬유 다발층의 고착면에서 고착 소자를 적어도 하나 포함하는 고착 부분을 적어도 하나 포함하는 고착 영역을 갖고, 상기 고착 부분의 평균 면적 S₁이 100mm² 이하임
(iii) 상기 고착 소자가 입자상 혹은 섬유 집합체상의 고착재가 용융된 것임
(iv) 상기 고착 부분의 중심이 다각 형상의 격자상으로 배치되는 상기 고착 영역을 갖는 것
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 공정 (a)와 (b) 사이에 이하의 공정 (a1)을 갖는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.
(a1) 상기 제1 강화 섬유 다발층 상에 고착재를 배치하는, 고착재 배치 공정
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 공정 (a) 및/또는 상기 공정 (b)에서의 강화 섬유 다발이 고착재가 부착된 강화 섬유 다발인, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 강화 섬유 적층 시트에 대한 상기 고착 영역의 면적 비율이 30％ 이상 100％ 이하인, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 고착 영역에 대한 고착 부분의 면적 비율이 1％ 이상 50％ 이하인 고착 영역을 적어도 하나 갖는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.
삭제
제8항 또는 제9항에 있어서, 이하의 조건 (v)를 더 만족하는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.
(v) 상기 고착 부분의 중심이 한 변의 길이 L₁(mm)의 정다각 형상의 격자상으로 배치되며, 상기 길이 L₁(mm)이 이하의 식 (1)을 만족하는 것
1≤L₁≤50 (1)
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 공정 (c)와 동시 또는 공정 (c) 후에, 이하의 공정 (d)를 갖는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.
(d) 상기 강화 섬유 적층 시트의 단부의 적어도 일부에서 고착 프레임을 형성하는, 고착 프레임 형성 공정
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 테이블이 상기 강화 섬유 다발을 흡착하여, 유지하는 수단을 갖고, 상기 수단이 정전기적 인력을 사용한 기구, 및/또는 공기의 유동에 의해 발생하는 인력을 사용한 기구를 갖는, 강화 섬유 적층 시트의 제조 방법.