KR20170129715A

KR20170129715A - 시트상 강화 섬유 기재, 프리폼 및 섬유 강화 수지 성형품

Info

Publication number: KR20170129715A
Application number: KR1020177024491A
Authority: KR
Inventors: 세이지 츠지; 마사유키 사토
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2017-11-27
Also published as: RU2017131946A3; RU2017131946A; KR102496240B1; CN107428033B; RU2719817C2; EP3272488B1; ES2803582T3; JP6733541B2; EP3272488A1; US20180093397A1; JPWO2016147646A1; CN107428033A; EP3272488A4; US10493657B2; WO2016147646A1

Abstract

섬유 강화 수지 성형품의 제작에 있어서의 폐기 부분이 적고, 보강용 강화 섬유 기재의 위치 어긋남이 적은 시트상 강화 섬유 기재, 프리폼 및 섬유 강화 수지 성형품을 제공한다. 강화 섬유 다발을 그의 길이 방향이 일방향이 되도록 정렬시켜서 배치하고, 인접하는 강화 섬유 다발끼리의 위치를 서로 구속시켜서 시트상의 형태를 유지시킨 시트상 강화 섬유 기재이며, 상기 시트상 강화 섬유 기재 내에 있어서, 강화 섬유의 배치량이 부분적으로 증량되어, 단위 면적당 강화 섬유 배치 중량이 비균일한 것을 특징으로 하는, 시트상 강화 섬유 기재이다.

Description

시트상 강화 섬유 기재, 프리폼 및 섬유 강화 수지 성형품

본 발명은 섬유 강화 수지 성형품의 기재가 되는 시트상 강화 섬유 기재, 그 시트상 강화 섬유 기재를 사용한 프리폼 및 섬유 강화 수지 성형품에 관한 것이다.

최근, 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. 이 때문에, 섬유 강화 수지 부재의 수송용 기기에 대한 적용이 진행되고 있다.

섬유 강화 수지 성형품의 제조 방법으로서는, 레진·트랜스퍼·몰딩(RTM)법이 주목받으며, 적용이 진행되고 있다. RTM법에 있어서는, 강화 섬유를 연속한 섬유의 형태로 사용할 수 있기 때문에, 제조되는 섬유 강화 수지 성형품의 기계적 특성, 예를 들어 강성이나 강도가 높다. 또한, RTM법은 종래의 오토클레이브를 사용한 섬유 강화 수지 부재의 성형 방법에 비해, 짧은 사이클 타임으로 섬유 강화 수지 성형품을 성형할 수 있어, 생산성이 우수하다.

RTM법에 있어서는, 일반적으로, (i) 강화 섬유 다발을 평직이나 능직 등의 형태로 제직한 직물 기재, 혹은 (ii) 평행하게 정렬시켜서 배치한 강화 섬유 다발을, 보조사를 사용해서 스티칭 등의 방법으로 걸림 결합하여, 형태 유지시킨 논크림프 기재를 사용한다. 이들 직물 기재나 논크림프 기재는, 모두, 미리 제작된, 일정한 폭 및 중량(단위 면적당 중량)으로 길이 방향으로 연속한 강화 섬유 기재의 형태를 갖는다.

그리고, 원하는 섬유 강화 수지 성형품의 형상이나 물성에 따라, 몇 가지 종류의 커트 패턴으로, 강화 섬유 기재로부터 재단 기재가 잘려진다. 커트 패턴은, 기본적으로 성형되는 섬유 강화 수지 성형품의 형상을 평면에 전개해서 얻어지는 형상을 갖는다. 각각의 재단 기재의 강화 섬유의 배향이 미리 정해진 방향이 되고, 또한 강화 섬유의 배치량이 미리 정해진 양이 되도록, 복수매의 재단 기재를 배치하여, 적층한다.

원하는 섬유 강화 수지 성형품이 입체적인 형상인 경우에는, 부형용의 틀을 사용하여, 섬유 강화 수지 성형품과 대략 동일한 형상으로 적층체를 부형한다. 이때, 강화 섬유 기재 상의 결합제 등을 사용해서 형상을 고착시켜서, 프리폼을 생성한다. 또한, 그 프리폼을 성형틀 내에 배치하여, 성형틀을 닫은 후에, 에폭시 수지 등의 액상 수지를 성형틀 내에 주입해서 프리폼에 함침시켜서, 수지를 경화시킨다. 그 결과, 섬유 강화 수지 성형품이 완성된다.

이러한 방법으로는, 일정한 폭을 가지고, 길이 방향으로 연속한 강화 섬유 기재로부터, 소정의 커트 패턴 형상을 갖는 재단 기재가 잘려진다. 이 때문에, 커트 패턴의 외측에 있는 불필요 부분의 강화 섬유 기재는, 성형 부재로는 되지 않는다. 따라서, 커트 패턴의 형상이 강화 섬유 기재로부터 재단 기재가 효율적으로 잘릴 수 없는 형상인 경우에는, 불필요 부분의 비율이 많게 된다. 그 결과, 재료의 수율이 현저하게 저하되어, 부재의 제조 비용이 높아진다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 예를 들어 특허문헌 1의 기술에서는, 시트상 베이스 기재 상의 소정의 형상(커트 패턴의 형상에 상당)을 갖는 영역에 복수의 강화 섬유 다발을 배열하여 배치하고, 접착하여, 그 영역의 형상을 갖는 프리폼 제작용 기재를 제조한다. 특허문헌 1의 기술에 있어서는, 미리 설치된 강화 섬유 기재로부터, 소정의 커트 패턴으로 재단 기재를 잘라내는 것이 아닌, 재단 기재에 상당하는 형상을 갖는 강화 섬유 기재를, 강화 섬유를 사용해서 직접 제작한다. 이 때문에, 특허문헌 1의 기술에 있어서는, 재단 기재를 잘라내는 공정이 존재하지 않아, 재료의 폐기량을 삭감시킬 수 있다.

한편, 경량이고 또한 기계 특성이 우수하다고 하는 섬유 강화 수지 성형품의 특성을 보다 유효하게 활용하기 위해서, 섬유 강화 수지 성형품의 요구 특성에 따라서 강도나 강성을 부분적으로 향상시키는 경우가 있다. 구체적으로는, 섬유 강화 수지 성형품의 일부에 있어서, 강화 섬유의 양이 늘어난다. 이러한 경우, 통상은, 미리 생성된 일정한 폭 및 단위 면적당 중량을 갖는 강화 섬유 기재로부터, 보강하는 부위의 형상을 갖는 보강용 재단 기재를 잘라내어, 재단 기재에 추가적으로 적층하는 방법을 취하는 경우가 많다.

섬유 강화 수지 성형품에 있어서의 적절한 보강을 실현하기 위해서, 보강용 재단 기재를 강화 섬유 기재 적층체의 내층에 배치하는 것이 요구되는 경우가 있다. 이러한 방법으로 보강을 행하는 경우에는, 미리 생성된 강화 섬유 기재로부터 보강용 재단 기재를 잘라내기 때문에, 재단 기재 이외의 부분이 불필요하게 되고, 그 결과, 재료 수율이 악화된다. 특히, 보강용 재단 기재는, 일반적으로, 섬유 강화 수지 성형품 전체에 대하여 작은 형상인 경우가 많다. 이 때문에, 섬유 강화 수지 성형품의 형상을 평면에 전개한 형상을 갖는 재단 기재의 적층 시에, 작은 보강용 재단 기재를 추가하는 작업은, 번잡해서 생산성이 나빠진다. 또한, 부분적으로 배치하는 보강용 재단 기재가 부형 시에 어긋나기 쉬워, 안정된 품질로의 생산이 어렵다.

일본특허공개 제2014-159099호 공보

그래서, (i) 섬유 강화 수지 성형품을 제작함에 있어서, 폐기 부분이 많아져서 재료 수율이 악화되는 일이 없는 시트상 강화 섬유 기재가 요구되고 있다. (ii) 섬유 강화 수지 성형품의 기계적 특성을 부분적으로 향상시키기 위한 보강을 할 때, 보강용 강화 섬유 기재를 잘라내기 때문에 재료 수율을 악화시키는 일이 없는 시트상 강화 섬유 기재가 요구되고 있다. (iii) 보강용 강화 섬유 기재가 위치 어긋남이 없이 필요한 위치에 배치되어 있는 상태를 용이하게 실현할 수 있는 시트상 강화 섬유 기재가 요구되고 있다.

본 발명은, 상기 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.

(1) 강화 섬유 다발을 그의 길이 방향이 일방향이 되도록 정렬시켜서 배치하고, 인접하는 강화 섬유 다발끼리의 위치를 서로 구속시켜서 시트상의 형태를 유지시킨 시트상 강화 섬유 기재이며, 상기 시트상 강화 섬유 기재 내에 있어서, 강화 섬유의 배치량이 부분적으로 증량되어, 단위 면적당 강화 섬유 배치 중량이 비균일한 것을 특징으로 하는, 시트상 강화 섬유 기재.

(2) 강화 섬유 다발을 그의 길이 방향이 일방향이 되도록 정렬시켜서 배치한 층을, 강화 섬유 다발의 길이 방향이 다르게 2층 이상 적층하고, 인접하는 강화 섬유 다발끼리의 위치를 서로 구속시켜서 시트상의 형태를 유지시킨 시트상 강화 섬유 기재이며, 상기 시트상 강화 섬유 기재 내에 있어서, 강화 섬유의 배치량이 부분적으로 증량되어, 단위 면적당 강화 섬유 배치 중량이 비균일한 것을 특징으로 하는, 시트상 강화 섬유 기재.

(3) 상기 시트상 강화 섬유 기재는, 그의 외주 형상이, 상기 시트상 강화 섬유 기재를 강화 섬유로서 사용하여 이루어지는 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 결정되는 임의의 형상을 나타내고 있고, 상기 강화 섬유 배치 중량이 비균일한 부위가, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 설계 요건에 따라서 결정되는, (1) 또는 (2)에 기재된 시트상 강화 섬유 기재.

(4) 상기 시트상 강화 섬유 기재는, 그의 외주 형상이, 상기 시트상 강화 섬유 기재를 강화 섬유로서 사용하여 이루어지는 입체 형상을 갖는 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 결정되는 임의의 형상을 나타내고 있고, 상기 강화 섬유 배치 중량이 비균일한 부위가, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상을 따라 시트상 강화 섬유 기재를 부형할 때, 그 변형에 따라서 강화 섬유 배치 중량이 저감하는 부위인, (1) 또는 (2)에 기재된 시트상 강화 섬유 기재.

(5) 인접하는 상기 강화 섬유 다발끼리의 위치를 서로 구속시키는 수단이 수지 성분 결합제인, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 시트상 강화 섬유 기재.

(6) 인접하는 상기 강화 섬유 다발끼리의 위치를 서로 구속시키는 수단이 보조사에 의한 스티치인, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 시트상 강화 섬유 기재.

(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 시트상 강화 섬유 기재를 적어도 1매 이상 포함하는 2매 이상의 강화 섬유 기재를 사용해서, 입체 형상으로 부형하고, 형상 고착시켜서 이루어지는, 강화 섬유의 배치량이 부분적으로 증량된, 강화 섬유 기재 프리폼.

(8) (7)에 기재된, 강화 섬유의 배치량이 부분적으로 증량된 강화 섬유 기재 프리폼에, 매트릭스 수지를 함침시키고, 경화시켜서 이루어지는, 섬유 강화 수지 성형품.

또한, 본 발명은, 이하의 형태로서 실현하는 것도 가능하다.

(1) 본 발명의 일 형태에 따르면, 섬유 강화 수지 성형품을 생성하기 위한 시트상 강화 섬유 기재가 제공된다. 이 시트상 강화 섬유 기재는, 길이 방향이 대략 동일해지도록 배치된 복수의 강화 섬유 다발이며, 인접하는 상기 강화 섬유 다발이 적어도 일부에 있어서 서로 구속되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하는 제1 층을 구비한다. 상기 제1 층은: 복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하는 제1 부분과; 복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하고, 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 상기 제1 부분보다 많은 제2 부분을 갖는다.

이러한 형태에 따르면, 잘라내기 공정을 거치지 않고, 미리 강화 섬유의 중량이 많은 부분을 포함하여 구성되어 있는 시트상 강화 섬유 기재를 사용해서, 섬유 강화 수지 성형품을 생성할 수 있다. 이 때문에, 섬유 강화 수지 성형품을 제작할 때 폐기되는 재료를 삭감할 수 있다. 또한, 폐기되는 재료를 증가시키지 않고, 섬유 강화 수지 성형품의 보강을 실현할 수 있다. 또한, 섬유 강화 수지 성형품의 성형 시에, 정확한 위치를 보강할 수 있다.

(2) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 추가로, 길이 방향이 대략 동일해지도록 배치된 복수의 강화 섬유 다발이며, 인접하는 강화 섬유 다발이 적어도 일부에 있어서 서로 구속되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하는 제2 층을 구비하고; 상기 제1과 제2 층은, 각각이 포함하는 복수의 강화 섬유 다발의 길이 방향이 서로 다르게 적층되어 있고; 상기 제2 층에 포함되는 적어도 일부의 강화 섬유 다발은, 적어도 일부에 있어서, 상기 제1 층에 포함되는 강화 섬유 다발에 구속되어 있고; 상기 제2 층은: 적어도 일부가 상기 제1 부분과 겹치는 위치에 배치되어, 복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하는 제3 부분과; 적어도 일부가 상기 제2 부분과 겹치는 위치에 배치되어, 복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하고, 단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 상기 제3 부분보다 많은 제4 부분을 갖는 형태로 할 수 있다.

이러한 형태에 있어서는, 시트상 강화 섬유 기재가 복수층을 포함하여 구성된다. 이 때문에, 섬유 강화 수지 성형품을 생성하기 위해서 시트상 강화 섬유 기재를 적층할 때의 공정의 수를 저감시킬 수 있다.

(3) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 상기 제1 층은, 추가로, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 설치되어 있어, 단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 일정한, 제1 부분층과; 상기 제1 부분에는 설치되어 있지 않고, 상기 제2 부분에 설치되어 있어, 단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 일정한 제2 부분층을 포함하는 형태로 할 수 있다.

이러한 형태로 하면, 동일한 강화 섬유 다발을 사용한 작업을 복수회, 행함으로써, 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 제1 부분과 제2 부분을 생성할 수 있다. 이 때문에, 제1 부분과 제2 부분의 생성이 용이하다.

(4) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 상기 제2 부분에 있어서의 상기 강화 섬유 다발은, 상기 제1 부분에 있어서의 상기 강화 섬유 다발보다 굵은 형태로 할 수 있다.

이러한 형태로 해도, 시트상 강화 섬유 기재의 일부에 대해서, 강화 섬유의 양을 많게 할 수 있다.

(5) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 상기 제2 부분에 있어서의 상기 복수의 강화 섬유 다발은, 상기 제1 부분에 있어서의 상기 복수의 강화 섬유 다발의 간격보다 좁은 간격으로 배치되어 있는 형태로 할 수 있다.

이러한 형태로 하면, 동일한 강화 섬유 다발을 사용하면서, 강화 섬유 다발의 배치 간격을 바꿈으로써, 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 제1 부분과 제2 부분을 생성할 수 있다. 이 때문에, 제1 부분과 제2 부분의 생성이 용이하다.

(6) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서; 상기 시트상 강화 섬유 기재는, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 결정되는 외주 형상을 갖고 있고; 상기 제1 및 제2 부분은, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 설계 요건에 따라서 결정되어 있는 형태로 할 수 있다.

이러한 형태로 하면, 섬유 강화 수지 성형품의 설계 요건에 따라, 시트상 강화 섬유 기재의 일부에 대해서, 강화 섬유의 양을 많게 할 수 있다.

(7) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 상기 제2 부분은, 상기 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 제1 부분이 구성하는 부위보다 강도와 강성 중 적어도 한쪽이 보다 큰 부위를 구성하는 부분인 형태로 할 수 있다.

이러한 형태로 하면, 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 높은 강도나 높은 강성이 요구되는 부위에 대응하는 부분에 대해서, 시트상 강화 섬유 기재의 강화 섬유의 양을 많게 할 수 있다.

(8) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서; 상기 시트상 강화 섬유 기재는, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 결정되는 외주 형상을 갖고 있고; 상기 제2 부분은, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 상기 시트상 강화 섬유 기재를 부형할 때, 상기 시트상 강화 섬유 기재의 변형에 따라서 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 저감하는 부위인 형태로 할 수 있다.

이러한 형태로 하면, 시트상 강화 섬유 기재의 변형에 따라서 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 저감하는 부위에 있어서, 다른 부위에 비교해서 크게 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 저감하지 않도록, 미리 시트상 강화 섬유 기재를 생성할 때, 대응하는 부위에 있어서 강화 섬유의 양을 많게 할 수 있다.

(9) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 상기 제2 부분은, 상기 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 제1 부분이 구성하는 부위의 곡률보다 큰 곡률을 갖는 부위를 구성하는 부분인 형태로 할 수 있다.

섬유 강화 수지 성형품에 있어서 곡률이 큰 부위는, 섬유 강화 수지 성형품의 생성에 있어서 크게 변형 및 신장하는 것이 예상되는 부위이다. 상기와 같은 형태로 하면, 그러한 부위에 있어서, 다른 부위에 비해 크게 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 저감하지 않도록, 미리 시트상 강화 섬유 기재를 생성할 때, 대응하는 부위에 있어서 강화 섬유의 양을 많게 할 수 있다.

(10) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 인접하는 상기 강화 섬유 다발은 수지 결합제에 의해 서로 구속되어 있는 형태로 할 수 있다.

이러한 형태로 하면, 시트상 강화 섬유 기재 내의 임의의 방향에 대해서 근접해 있는 강화 섬유 다발을 용이하게 구속할 수 있다.

(11) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 인접하는 상기 강화 섬유 다발은, 보조사에 의해 봉합되어 있는, 형태로 할 수 있다.

이러한 형태로 하면, 봉합의 방법을 적절하게 설정함으로써, 시트상 강화 섬유 기재 내의 임의의 방향에 대해서 근접해 있는 강화 섬유 다발을 구속할 수 있다.

(12) 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 상기 강화 섬유 다발은 탄소 섬유로 구성되는 형태로 할 수 있다.

이러한 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 따르면, 경량의 섬유 강화 수지 성형품을 생성할 수 있다.

(13) 본 발명의 다른 형태에 따르면, 프리폼이 제공된다. 이 프리폼은, 상기 형태의 시트상 강화 섬유 기재를 포함하는 2매 이상의 강화 섬유 기재이며, 입체 형상으로 부형되어 형상 고착되어 있는 2매 이상의 강화 섬유 기재를 포함한다.

이러한 형태에 있어서는, 강화 섬유 기재가 복수의 시트상 강화 섬유 기재를 포함하여 구성된다. 이 때문에, 섬유 강화 수지 성형품을 생성하기 위해서 강화 섬유 기재를 적층할 때의 공정의 수를 저감시킬 수 있다.

(14) 본 발명의 다른 형태에 따르면, 섬유 강화 수지 성형품이 제공된다. 이 섬유 강화 수지 성형품은, 경화된 매트릭스 수지가 함침되어 있는, 상기 형태의 프리폼을 포함한다.

이러한 형태로 하면, 강화 섬유의 양이 늘어나 있는 부위가 고정밀도로 설치되어 있는 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 있다.

(15) 본 발명의 다른 형태에 따르면, 시트상 강화 섬유 기재를 사용해서 섬유 강화 수지 성형품을 생산하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 단위층을 형성하는 공정이며: 길이 방향이 대략 동일해지도록 복수의 강화 섬유 다발을 배치하는 공정과; 인접하는 상기 강화 섬유 다발을 적어도 일부에 있어서 서로 구속시키는 공정을 구비하는 단위층을 형성하는 공정을 구비한다. 상기 복수의 강화 섬유 다발을 배치하는 공정은: 복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하는 제1 부분과; 복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하고, 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 상기 제1 부분보다 많은 제2 부분을 형성하는 공정을 포함한다.

이러한 형태에 따르면, 잘라내기 공정을 거치지 않고, 미리 강화 섬유의 중량이 많은 부분을 포함하여 구성되어 있는 시트상 강화 섬유 기재를 사용해서, 섬유 강화 수지 성형품을 생성할 수 있다. 이 때문에, 섬유 강화 수지 성형품을 제작할 때 폐기되는 재료를 삭감할 수 있다. 또한, 폐기되는 재료를 늘리지 않고, 섬유 강화 수지 성형품의 보강을 실현할 수 있다. 또한, 섬유 강화 수지 성형품의 성형 시에, 정확한 위치를 보강할 수 있다.

(16) 상기 형태의 방법에 있어서, 추가로, 상기 단위층을 형성하는 공정을 반복해서, 서로 겹치는 복수의 상기 단위층을 형성하는 공정이며, 서로의 상기 복수의 강화 섬유 다발의 길이 방향이 다른 복수의 단위층을 형성하는 공정과; 상기 복수의 단위층 중 하나의 단위층에 포함되는 적어도 일부의 강화 섬유 다발과, 상기 복수의 단위층 중 다른 하나의 단위층에 포함되는 적어도 일부의 강화 섬유 다발을, 적어도 일부에 있어서 서로 구속시키는 공정을 구비하고; 상기 복수의 단위층 중 적어도 2개의 단위층에 있어서; 각각의 상기 제1 부분은 서로 적어도 일부가 겹치고; 각각의 상기 제2 부분은 서로 적어도 일부가 겹치는 형태로 할 수 있다.

(17) 상기 형태의 방법에 있어서, 상기 단위층을 형성하는 공정은: 단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 일정한 제1 부분층을, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 설치하는 공정과; 단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 일정한 제2 부분층을, 상기 제1 부분에는 설치하지 않고, 상기 제2 부분에 설치하는 공정을 포함하는 형태로 할 수 있다.

(18) 상기 형태의 방법에 있어서, 상기 제2 부분을 형성하는 공정은, 상기 제1 부분을 형성하는 상기 강화 섬유 다발보다 굵은 상기 강화 섬유 다발을 사용하여, 상기 제2 부분을 형성하는 공정을 포함하는 형태로 할 수 있다.

(19) 상기 형태의 방법에 있어서, 상기 제2 부분을 형성하는 공정은, 상기 제1 부분을 형성하는 상기 복수의 강화 섬유 다발의 간격보다 좁은 간격으로 상기 복수의 강화 섬유 다발을 배치하는 공정을 포함하는 형태로 할 수 있다.

(20) 상기 형태의 방법에 있어서, 추가로, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 상기 시트상 강화 섬유 기재의 외형 형상을 결정하는 공정과; 상기 섬유 강화 수지 성형품의 설계 요건에 따라서 상기 제1 및 제2 부분을 결정하는 공정을 구비하는 형태로 할 수 있다.

또한, 상기 형태의 방법에 있어서, 추가로, 상기 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 제1 부분이 구성하는 부위보다 강도와 강성 중 적어도 한쪽이 보다 큰 부위를 구성하는 부분을, 상기 제2 부분으로서 결정하는 공정을 포함하는 형태로 할 수 있다.

(21) 상기 형태의 방법에 있어서, 추가로, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 상기 시트상 강화 섬유 기재의 외형 형상을 결정하는 공정과; 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 상기 시트상 강화 섬유 기재를 부형할 때, 상기 시트상 강화 섬유 기재의 변형에 따라서 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 저감하는 부위를 특정하고, 상기 특정된 부위를 상기 제2 부분으로서 결정하는 공정을 구비하는 형태로 할 수 있다.

또한, 상기 형태의 방법에 있어서, 추가로, 상기 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 제1 부분이 구성하는 부위의 곡률보다 큰 곡률을 갖는 부위를 구성하는 부분을, 상기 제2 부분으로서 결정하는 공정을 포함하는 형태로 할 수 있다.

(22) 상기 형태의 방법에 있어서, 인접하는 상기 강화 섬유 다발의 구속은 수지 결합제에 의해 행해지는 형태로 할 수 있다.

(23) 상기 형태의 방법에 있어서, 인접하는 상기 강화 섬유 다발의 구속은 보조사에 의한 봉합에 의해 행해지는 형태로 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 시트상 강화 섬유 기재에 따르면, 미리 강화 섬유의 배치량이 필요 부분에 있어서 증량 또는 감량되어 있기 때문에, 단위 면적당 강화 섬유 배치 중량이 비균일해지고, 보강 부재를 별도 제작해서 적층 구성으로 배치하지 않고, 부분적으로 보강한 섬유 강화 수지 성형품을 간편하게 제작할 수 있다.

또한, 외주 형상이 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 결정되는 임의의 형상이기 때문에, 강화 섬유 기재의 잘라내기에 의한 재료 수율의 저하를 회피하는 것이 가능해진다.

나아가, 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 강화 섬유 기재를 부형한 경우에, 평면의 기재가 입체 형상으로 변형되기 때문에, 변형 후에 부분적으로 강화 섬유 다발의 배치량이 적어지는 부위가 발생하는 경우에, 그 부위에 미리 강화 섬유 다발의 배치량을 많이 설정해 둠으로써, 변형 후에 있어서도, 강화 섬유가 필요량 배치되어 있는 섬유 강화 수지 성형품을 제작할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시트상 강화 섬유 기재(1a)를 도시하는 평면도이다.
도 2는 시트상 강화 섬유 기재(1a)를 제작하는 강화 섬유 다발 배치 장치(200)의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3a는 시트상 강화 섬유 기재(1)에 있어서, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시키는 방법의 일 형태를 도시하는 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 구속 방법으로 구속된 시트상 강화 섬유 기재(1)의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4a는 시트상 강화 섬유 기재(1)에 있어서, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시키는 방법의 다른 형태를 도시하는 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 구속 방법으로 구속된 시트상 강화 섬유 기재(1)의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 5a는 시트상 강화 섬유 기재(1)에 있어서, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시키는 방법의 또 다른 형태를 도시하는 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 구속 방법으로 구속된 시트상 강화 섬유 기재(1)의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 6a는 시트상 강화 섬유 기재(1)에 있어서, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시키는 방법의 또 다른 형태를 도시하는 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 구속 방법으로 구속된 시트상 강화 섬유 기재(1)의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 7은 시트상 강화 섬유 기재의 강화 섬유의 양을 부분적으로 늘리는 방법의 일 형태를 도시하는 단면도이다.
도 8은 시트상 강화 섬유 기재의 강화 섬유의 양을 부분적으로 늘리는 방법의 다른 형태를 도시하는 단면도이다.
도 9는 시트상 강화 섬유 기재의 강화 섬유의 양을 부분적으로 늘리는 방법의 또 다른 형태를 도시하는 단면도이다.
도 10은 섬유 강화 수지 성형품을 제조할 때의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시트상 강화 섬유 기재(1b)를 도시하는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시트상 강화 섬유 기재(1c)를 도시하는 평면도이다.
도 13은 강화 섬유 기재를 적층하고, 강화 섬유 기재 적층체(6)를 생성하는 처리를 나타내는 개념도이다.
도 14는 강화 섬유 기재 적층체(6)를 도시하는 사시도이다.
도 15는 비교예에 있어서의 강화 섬유 기재 적층체(6C)의 생성 방법을 나타내는 개념도이다.

A. 시트상 강화 섬유 기재의 구성:

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시트상 강화 섬유 기재(1a)를 나타내고 있다. 본 발명의 실시 형태의 시트상 강화 섬유 기재(1a)에 있어서는, 길이 방향 Ld가 대략 동일 방향이 되도록 강화 섬유 다발(2)이 정렬되어 배치되어 있다. 그 결과, 시트상 강화 섬유 기재(1a)는 정렬시켜서 배치된 강화 섬유 다발(2)에 의해 시트상으로 형성되어 있다.

사용되는 강화 섬유 다발(2)은 섬유 강화 수지의 강화 섬유로서 사용할 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 강화 섬유 다발(2)로서는, 탄소 섬유나 유리 섬유 등을 사용할 수 있다. 특히 탄소 섬유를 사용한 경우에는, 경량이고 또한 기계 특성이 우수한 섬유 강화 수지 부재를 얻을 수 있어 바람직하다. 또한, 재질이나 품종이 다른 몇종류의 강화 섬유 다발을 조합하여 사용할 수도 있다.

도 2는 시트상 강화 섬유 기재(1a)를 제작하는 강화 섬유 다발 배치 장치(200)의 일례를 나타내는 사시도이다. 강화 섬유 다발 배치 장치(200)는, X축 방향으로 이동 가능하며 강화 섬유 다발을 지지하는 배치대(205)와, 강화 섬유 다발을 배치대(205) 위에 배치하는 헤드(210)를 구비한다. 헤드(210)는 배치대(205)에 대하여 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하다. X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향은, 서로 직교한다.

이와 같은 구성에 의해, 헤드(210)는, 배치대(205) 위의 임의의 위치에 강화 섬유 다발을 송출할 수 있고, 또한 배치대(205) 위의 임의의 위치에서 송출하고 있는 강화 섬유 다발을 절단할 수 있다. 또한, Y축 방향은 강화 섬유 다발의 송출 방향과 일치한다. 그 결과, 배치대(205) 위에 있어서, Y축 방향으로 강화 섬유 다발이 배열되어 배치되게 된다.

강화 섬유 다발(2)은, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같은, 강화 섬유 다발(2)을 일방향으로 끌어내어, 배치대(205) 위에 배치해 가는 강화 섬유 다발 배치 장치(200)에 의해, 시트상으로 배열된다. 도 2에서는, 강화 섬유 다발(2)을 일방향으로 정렬시켜서 배치할 수 있는 장치를 예시하고 있다. 그러나, 임의의 방향으로 강화 섬유 다발을 배치할 수 있는 장치를 사용할 수도 있다. 저비용으로 시트상 강화 섬유 기재를 제작하기 위해서는, 단순한 구조를 가진 저렴하고 또한 고속인 설비를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 복수개의 강화 섬유 다발(2)을 동시에 끌어내어 배치하면, 보다 효율적으로 시트상 강화 섬유 기재를 제작할 수 있다.

배열된 각각의 강화 섬유 다발(2)의 각 단부가 소정의 위치에서 커트된다. 그 결과, 배열된 강화 섬유 다발(2)은, 전체적으로, 외주가 소정 형상을 갖는 시트상이 된다. 이 외주 형상은, 대상으로 하는 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 결정된다. 배열된 강화 섬유 다발(2)의 외주 형상은, 원칙적으로, 입체 형상을 갖는 섬유 강화 수지 성형품의 형상을 평면에 전개한 형상이다. 단, 시트상 강화 섬유 기재를 입체 형상으로 변형시킬 때의 시트의 각 부의 거동을 고려하여, 단순히 평면으로 전개한 형상에 대하여 약간의 수정을 한 형상으로 하는 것이, 제품 품위나 재료 수율 향상의 관점에서 바람직하다.

배열된 강화 섬유 다발(2)은, 적어도 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리가 서로 위치를 서로 구속하는 것으로, 시트상의 형태를 유지한다. 강화 섬유 다발(2)의 구속 방법은 한정되지 않지만, 수지 성분의 결합제에 의한 접착을 사용할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 말하는 「구속」은, 서로의 위치의 변위를 거의 허용하지 않는 형태와, 소정 범위 내에 있어서의 서로의 위치의 변위를 허용하는 형태를 포함한다.

도 3a는 시트상 강화 섬유 기재(1)에 있어서, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시키는 방법의 일 형태를 도시하는 평면도이다. 도 3b는 도 3a의 구속 방법으로 구속된 시트상 강화 섬유 기재(1)의 구조를 도시하는 단면도이다. 또한, 도 3a 내지 도 6b에 있어서는, 도 1에 도시하는 시트상 강화 섬유 기재(1a)에 한하지 않고, 다양한 시트상 강화 섬유 기재에 적용되는 구조를 예시한다. 이 때문에, 도 3a 내지 도 6b에 있어서는, 시트상 강화 섬유 기재를 부호 「1」로 나타낸다.

도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 강화 섬유 다발(2)을 정렬시켜서 배치시켜서, 분체상의 수지 결합제(8)를 살포하고, 그 후, 열을 가해서 분체를 용융시키고, 냉각 고화시킨다. 그 결과, 인접하는 강화 섬유 다발(2)의 일부를 서로 접착할 수 있다.

또한, 도 3b에 있어서, 강화 섬유 다발(2b)은, 다른 강화 섬유 다발(2)보다 좁은 간격으로 배치되고, 그 결과, 다른 강화 섬유 다발(2)의 단면 형상보다 폭이 좁고 두께가 두꺼운 단면 형상을 갖는 것으로 된 강화 섬유 다발이다. 도 4b, 도 5b 및 도 6b에 있어서 마찬가지이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 강화 섬유 다발(2)은, 강화 섬유 다발(2b)보다 폭이 넓고 두께가 얇은 단면 형상을 갖는 강화 섬유 다발뿐만 아니라, 강화 섬유 다발(2b)을 포함하는 강화 섬유 다발 전체를 나타낸다.

도 4a는 시트상 강화 섬유 기재(1)에 있어서, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시키는 방법의 다른 형태를 도시하는 평면도이다. 도 4b는 도 4a의 구속 방법으로 구속된 시트상 강화 섬유 기재(1)의 구조를 도시하는 단면도이다. 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 강화 섬유 다발(2)을 정렬시켜서 배치시키고, 용융 수지를 살포하고, 그 후, 냉각하여, 섬유상의 형태로 고화시키는 것에 의해서도, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 있어서, 섬유상의 형태로 고화된 수지를 부호 9로 나타낸다.

나아가, 미리 표면에 수지 성분을 부여한 강화 섬유 다발(2)을 정렬시켜서 배치하고, 수지 성분을 용융시키고, 그 후, 고화시키는 것에 의해서도, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속할 수 있다.

도 5a는, 시트상 강화 섬유 기재(1)에 있어서, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시키는 방법의 또 다른 형태를 도시하는 평면도이다. 도 5b는 도 5a의 구속 방법으로 구속된 시트상 강화 섬유 기재(1)의 구조를 도시하는 단면도이다. 도 5a 및 도 5b의 시트상 강화 섬유 기재(1)는, 제1 층(1La) 위에 제2 층(1Lb)이 형성된 2층 구조를 갖고 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 섬유 강화 수지 성형품을 생성하기 위해서 다수의 시트상 강화 섬유 기재(1)를 적층할 때의 공정을 저감시킬 수 있다. 또한, 시트상 강화 섬유 기재(1)를 생성할 때의 층의 수는, 시트상 강화 섬유 기재(1)를 적층할 때의 시트상 강화 섬유 기재(1)의 수보다 일반적으로 적다. 이 때문에, 시트상 강화 섬유 기재(1) 내의 층끼리의 위치 정렬은, 고정밀도로 행할 수 있다. 따라서, 시트상 강화 섬유 기재를 상기와 같은 구성으로 함으로써, 생성되는 섬유 강화 수지 성형품 내의 층끼리의 위치의 정밀도를 높게 할 수 있다.

도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 정렬시켜서 배치되어 있는 강화 섬유 다발(2)을, 보조사(10)를 사용해서 봉합함으로써, 걸림 결합할 수도 있다. 보조사(10)의 소재는, 한정되지 않지만, 유리 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유 등을 사용할 수 있다. 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속할 수 있는 것이면, 실의 종류, 걸림 결합 방법 등은 한정되지 않는다.

이러한 봉합에 의해 강화 섬유 다발(2)을 걸림 결합하는 방법은, 도 5b에 도시한 바와 같이, 강화 섬유를 2층 이상 적층하는 경우에, 특히 유효하다. 도 5b의 구성은, 강화 섬유의 길이 방향 Ld가 일방향이 되도록 정렬시켜서 배치한 층을, 강화 섬유 다발(2)의 길이 방향 Ld가 서로 다른 방향이 되도록 2층 이상 적층하여, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리 및 포개진 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시킴으로써 실현된다.

이와 같이, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시켜서 형태를 유지한 시트상 강화 섬유 기재(1)를 생성함으로써, 시트상 강화 섬유 기재(1)를 반송하여 적층할 때 형태가 변화되어 버릴 가능성을 저감을 할 수 있다. 또한, 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 기재(1)를 부형할 때, 각 강화 섬유 다발(2)이 뿔뿔이 움직여서 기재(1)가 분해되어 버릴 가능성을 저감을 할 수 있다. 즉, 취급성과 부형성을 양립시킨 시트상 강화 섬유 기재(1)가 얻어진다.

또한, 강화 섬유 다발(2)끼리의 구속력이 너무 약하면 취급성이 악화된다. 한편, 강화 섬유 다발(2)끼리의 구속력이 너무 강한 경우에는, 시트상 강화 섬유 기재(1)를 부형할 때의 시트상 강화 섬유 기재(1)의 변형에 악영향이 있어, 바람직하지 않다. 이 때문에, 구속력이 적당해지는 구속 형태와 조건이 바람직하다.

또한, 도 5b의 예에 있어서는, 제1 층(1La)의 제2 부분(3)에 있어서의 강화 섬유의 양은, 제1 부분(4)에 있어서의 강화 섬유의 양과 같다. 그러나, 제1 층(1La)에 있어서도, 제2 부분(3)에 있어서의 강화 섬유의 양이 제1 부분(4)에 있어서의 강화 섬유의 양보다 많아지도록, 강화 섬유 다발을 배치하는 것도 바람직하다. 그러한 형태에 있어서의 제1 층(1La)의 제1 부분(4) 및 제2 부분(3)과, 제2 층(1Lb)의 제1 부분(4) 및 제2 부분(3)을 구별하기 위해서, 본 명세서에 있어서는, 제2 층(1Lb)의 제1 부분과 제2 부분을, 각각 「제3 부분」, 「제4 부분」이라고 칭하는 경우가 있다. 제2 층(1Lb)의 제3 부분은, 제1 층(1La)의 제1 부분(4)과 겹치는 범위로 설정할 수 있다. 제2 층(1Lb)의 제4 부분은, 제1 층(1La)의 제2 부분(3)과 겹치는 범위로 설정할 수 있다.

도 6a는 시트상 강화 섬유 기재(1)에 있어서, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시키는 방법의 또 다른 형태를 도시하는 평면도이다. 도 6b는, 도 6a의 구속 방법으로 구속된 시트상 강화 섬유 기재(1)의 구조를 도시하는 단면도이다. 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 배치된 강화 섬유 다발(2)과 천 형상물이나 메쉬 형상물을 접합함으로써, 강화 섬유 다발(2)끼리의 구속력을 발생시키는 방법이 있다. 여기에서는, 강화 섬유 다발(2)에 천 형상물(11)을 부착한다.

천 형상물(11)로서는, 예를 들어 부직포나, 직물, 편물 등을 사용할 수 있다. 강화 섬유 다발(2)에 붙이는 물(物)은, 2차원 방향으로 소정의 크기(면적)를 갖고 있어, 배열된 강화 섬유 다발(2)과 접착할 수 있는 것이면 된다. 천 형상물이나 메쉬 형상물의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니다. 천 형상물이나 메쉬 형상물의 재질로서, 열가소성 수지 재료를 사용하는 경우는, 수지를 연화 혹은 용융시킴으로써, 구속력을 발생시킬 수 있다. 혹은, 접착제를 사용하여, 천 형상물이나 메쉬 형상물을 강화 섬유 다발(2)에 붙일 수도 있다. 천 형상물이나 메쉬 형상물은, 단위 면적당 중량이 작은 쪽이 섬유 강화 수지 성형품의 물성에 대한 영향이 적다. 또한, 변형성이 우수한 것이, 시트상 강화 섬유 기재(1)의 부형성을 저해하기 어렵기 때문에, 바람직하다.

수지 성분의 결합제에 의해 강화 섬유 다발(2)끼리를 구속하는 방법을 사용하는 경우(도 3a 내지 도 4b 참조)나, 열가소성의 천 형상물이나 메쉬 형상물을 사용해서 강화 섬유 다발(2)끼리를 구속하는 경우(도 6a, 도 6b 참조)에는, 적층한 시트상 강화 섬유 기재(1)를 부재 형상으로 부형했을 때, 수지 성분의 결합제나 열가소성의 천 형상물이나 메쉬 형상물이, 그의 형상을 유지하기 위한 층간 결합제로서도 기능한다.

본 발명의 실시 형태의 시트상 강화 섬유 기재(1)에서는, 강화 섬유의 배치량이 부분적으로 증량되는 것이 바람직하다. 부분적으로 증량되는 부위(3)는, 섬유 강화 수지 부재의 설계 요건에 있어서, 강도나 강성 등의 기계 특성을 보강해야 할 부위에 대응하여, 설정된다. 강화 섬유의 배치량이 부분적으로 증량되는 경우의 일 형태를 도 1에 도시한다. 도 1에 있어서, 시트상 강화 섬유 기재(1a) 중, 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 작은 부분을, 제1 부분(4)으로서 나타내고, 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 제1 부분(4)보다 큰 부분을, 제2 부분(3)으로서 나타낸다.

단, 강화 섬유의 배치량이 부분적으로 증량되는 형태는, 도 1의 형태에 제한하지 않는다. 시트상 강화 섬유 기재(1a)에 있어서 보강해야 할 부위는, 부재의 설계 요건에 있어서 결정되는 것이며, 주변부, 중앙부, 국소적 등 각종 형태가 있다. 예를 들어, 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 시트상 강화 섬유 기재(1a)의 제1 부분(4)이 구성하는 부위보다 강도가 보다 큰 부위를 구성하는 부분을, 시트상 강화 섬유 기재(1a)의 제2 부분(3)으로 할 수 있다. 또한, 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 시트상 강화 섬유 기재(1a)의 제1 부분(4)이 구성하는 부위보다 강성이 보다 큰 부위를 구성하는 부분을, 시트상 강화 섬유 기재(1a)의 제2 부분(3)으로 할 수 있다. 또한, 「강도」는 섬유 강화 수지 성형품의 대상 부분에 동일 조건 하에서 하중을 가하여, 하중을 서서히 크게 해 갔을 때, 대상 부분이 파괴되었을 때의 하중의 크기로 평가한다. 또한, 「강성」은, 섬유 강화 수지 성형품의 대상 부분에 동일 조건 하에서 하중을 가했을 때의, 대상 부분의 변형량으로 평가한다.

또한, 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 시트상 강화 섬유 기재(1a)의 제1 부분(4)이 구성하는 부위의 곡률보다 큰 곡률을 갖는 부위를 구성하는 부분을, 시트상 강화 섬유 기재(1a)의 제2 부분(3)으로 할 수 있다. 시트상 강화 섬유 기재(1a)로부터 입체적인 섬유 강화 수지 성형품을 형성하는 경우, 곡률이 큰 부분일수록, 성형 시에 크게 변형(신장)될 가능성이 높다. 이 때문에, 그러한 부분에 있어서, 강화 섬유의 밀도가 저하될 가능성이 있다. 상기와 같은 처리를 행함으로써, 곡률이 큰 부분에 있어서 강화 섬유의 밀도가 저하될 가능성을 저감할 수 있다.

또한, 보강 부위가 시트상 강화 섬유의 대부분에 미치는 경우도 있다. 그러한 경우에는, 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 강화 섬유의 배치량이 부분적으로, 즉 제1 부분(4)에 있어서 감량되어 있다고 파악할 수도 있다.

도 7은 시트상 강화 섬유 기재의 강화 섬유의 양을 부분적으로 늘리는 방법의 일 형태를 도시하는 단면도이다. 도 7에 있어서는, 도 1의 A-A 단면에 대응하는 단면의 구조를 개념적으로 나타낸다. 또한, 도 7 내지 도 9는 각 부의 치수를 정확하게 반영하는 것은 아니다. 도 7 내지 도 9에 있어서도, 도 1에 도시하는 시트상 강화 섬유 기재(1a)에 한하지 않고, 다양한 시트상 강화 섬유 기재에 적용되는 구조를 예시한다. 이 때문에, 도 7 내지 도 9에 있어서도, 시트상 강화 섬유 기재를 부호 「1」로 나타낸다.

강화 섬유의 배치량을 부분적으로 증량시키는 방법으로서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 강화 섬유를 증량시키는 제2 부분(3)에 있어서, 강화 섬유 다발(2b)을 배치하는 피치를 좁게 하는 방법을 채용할 수 있다. 도 7의 형태에 있어서는, 제2 부분(3)에 있어서는, 강화 섬유 다발(2b)의 간격이 작기 때문에, 강화 섬유 다발(2b)의 단면 형상이, 제1 부분(4)의 강화 섬유 다발(2)의 단면 형상보다, 폭이 좁고 두께가 두꺼운 형상이 되고 있다.

도 8은 시트상 강화 섬유 기재의 강화 섬유의 양을 부분적으로 늘리는 방법의 다른 형태를 도시하는 단면도이다. 도 8에 있어서는, 도 1의 A-A 단면에 대응하는 단면의 구조를 개념적으로 나타낸다. 도 8에 도시한 바와 같이, 강화 섬유를 증량시키는 제2 부분(3)에 있어서, 강화 섬유 다발(2)을 겹쳐서 배치하는 등에 의해, 강화 섬유 다발(2)의 배치 밀도를 높게 하는 방법도 채용할 수 있다. 그 결과, 시트상 강화 섬유 기재(1)는, 제1 부분(4)과 제2 부분(3)에 설치되어 있는 제1 부분층(SL1)과, 제1 부분(4)에는 설치되어 있지 않고 제2 부분(3)에 설치되어 있는 제2 부분층(SL2, SL2)을 구비한다. 제1 부분층(SL1)과 제2 부분층(SL2)은, 동일한 강화 섬유 다발(2)로 형성되어 있기 때문에, 단위 면적당 강화 섬유의 중량은 모두 일정하며, 같은 값이다.

혹은, 제1 부분(4)에 강화 섬유 다발(2)을 배치하는 피치를 넓게 하거나, 배치를 하지 않는 것으로, 상대적으로 강화 섬유의 배치량을 부분적으로 증량된 상태로 하는 방법이 있다.

도 9는 시트상 강화 섬유 기재의 강화 섬유의 양을 부분적으로 늘리는 방법의 또 다른 형태를 도시하는 단면도이다. 도 9에 있어서는, 도 1의 A-A 단면에 대응하는 단면의 구조를 개념적으로 나타낸다. 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 부분(3)에 배치하는 강화 섬유 다발(2c)로서, 제1 부분(4)에 배치하는 강화 섬유 다발(2)보다, 강화 섬유 다발을 구성하는 단사수가 많은, 소위 두꺼운 실을 사용하는 방법을 채용할 수 있다.

또한, 반대로, 제1 부분(4)에 배치하는 강화 섬유 다발로서, 제2 부분(3)에 배치하는 강화 섬유 다발보다 강화 섬유 다발을 구성하는 단사수가 적은, 가는 실을 사용하는 방법도, 채용할 수 있다. 또한, 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 이상의 방법 중 2 이상의 방법을 병용할 수도 있다.

B. 시트상 강화 섬유 기재의 제조:

본 발명의 실시 형태의 시트상 강화 섬유 기재를 생성할 때에는, 도 3a 내지 도 4b 및 도 7 내지 도 9와 같이, 강화 섬유의 길이 방향 Ld가 일방향이 되도록 정렬시켜서 배치하고, 강화 섬유끼리를 구속함으로써, 시트상 강화 섬유 기재(1)를 생성할 수 있다. 이러한 시트상 강화 섬유 기재는, 1층의 강화 섬유(1La)를 포함한다.

한편, 본 발명의 실시 형태의 시트상 강화 섬유 기재를 생성할 때에는, (i) 강화 섬유의 길이 방향 Ld가 일방향이 되도록 정렬시켜서 배치한 층을, 강화 섬유 다발(2)의 길이 방향 Ld가 서로 다른 방향이 되도록 2층 이상 적층하고, (ii) 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리 및 포개진 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시킬 수도 있다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 있어서, 강화 섬유 다발(2)의 방향 Ld가 다른 제1 층(1La)와 제2 층(1Lb)을 나타낸다.

여기서 「인접한다」란, 동일 시트상 강화 섬유 기재에 있어서의 강화 섬유 다발(2)이 대략 평행하게 배열되어 인접하는 상태를 가리킬 뿐만 아니라, 시트상 강화 섬유 기재를 적층했을 때에 있어서의, 서로 접하는 2개의 시트상 강화 섬유 기재(도 5b의 1La, 1Lb)를 구성하는 강화 섬유 다발끼리가 인접하는(적층 방향에 있어서 인접하는) 상태를 포함하는 것이다. 즉, 강화 섬유 다발이 「인접한다」란, 2개의 강화 섬유 다발의 관계이며, 그들 2개의 강화 섬유 다발의 사이에 다른 강화 섬유 다발이 존재하지 않는 관계를 나타낸다.

또한, 「포개진 강화 섬유 다발」이란, 적층 방향에 인접하는 2개의 강화 섬유 다발의 관계에 한하지 않고, 적층 방향에 인접하는 강화 섬유 다발의 집합으로 구성되는 3 이상의 강화 섬유 다발의 그룹 관계도 나타낸다.

이 경우, 인접하는 강화 섬유 다발끼리 및 포개진 강화 섬유 다발끼리의 위치를 서로 구속시키는 수단으로서는, 상기와 마찬가지로 수지 결합제에 의한 방법(도 3a 내지 도 4b 참조)이나, 보조사를 사용한 스티치에 의한 방법(도 5a, 도 5b 참조) 등을 사용할 수 있다.

하나의 시트상 강화 섬유 기재를, 강화 섬유 다발(2)의 길이 방향이 서로 다른 방향이 되는 2층 이상의 층이 적층된 구조(도 5a, 도 5b 참조)로 함으로써, 이하와 같은 효과가 얻어진다. 즉, 복수의 시트상 강화 섬유 기재를 적층해서 강화 섬유 기재를 생성하고, 또한 강화 섬유 기재를 적층할 때의, 적층 작업의 횟수를 적게 할 수 있다. 또한, 하나의 시트상 강화 섬유 기재 내에 있어서, 다른 2 방향의 강화 섬유 다발(2)이 서로 구속되어 있기 때문에, 강화 섬유 기재를 성형해서 프리폼을 얻을 때, 시트상 강화 섬유 기재가 풀리거나, 강화 섬유 다발(2)의 위치가 어긋나거나 할 가능성을 저감시킬 수 있으며, 그 결과, 보다 안정되게 강화 섬유 기재의 형태를 유지할 수 있다.

이러한 다층 구조를 갖는 시트상 강화 섬유 기재의 제작은, 이하와 같은 형태로 실현할 수 있다. 제1 형태에 있어서는, 강화 섬유 다발(2)을 일방향으로 정렬시켜서 배치하고, 계속해서 그 위에 별도의 방향이 되도록 강화 섬유 다발(2)을 정렬시켜서 배치한다. 그 후, 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시킨다.

제2 형태에 있어서는, 강화 섬유 다발(2)을 일방향으로 정렬시켜서 배치하고, 인접하는 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시킨 상태의 중간품을 준비한다. 그리고, 그러한 중간품을 2층 이상 겹치고 나서, 결합제 혹은 스티치 등으로, 포개진 강화 섬유 다발(2)끼리의 위치를 서로 구속시켜서, 다층 구조를 갖는 시트상 강화 섬유 기재를 얻는다.

또한, 섬유 강화 수지 성형품의 설계에 있어서는, 이하와 같은 처리를 행하는 것도 바람직하다. 즉, 섬유 강화 수지 성형품의 형상을 따라 부형할 때, 평면 형상으로부터 입체 형상으로 변형시키기 위해서 시트상 강화 섬유 기재를 구성하고 있는 강화 섬유 다발(2)의 위치가 어긋나기 때문에, 결과적으로 강화 섬유의 배치량이 적게 되어 버리는 경우가 있다. 강화 섬유 기재에 있어서, 그러한 사태가 예상되는 부분을, 미리 특정한다. 그리고, 강화 섬유 기재의 그러한 개소에 대응하는 시트상 강화 섬유 기재의 개소에, 미리 다른 개소보다 강화 섬유의 배치량을 많게 해 둔다(도 7 내지 도 9 참조).

요철이 큰 형상에 강화 섬유 기재를 부형하면, 부형의 결과, 강화 섬유 기재의 일부에 있어서 강화 섬유의 배치량이 적게 되어 버려, 결과적으로 설계대로의 기계 특성을 얻을 수 없게 되는 경우가 있다. 그러나, 상기와 같은 처리를 행함으로써, 부형 후에도 필요량의 강화 섬유 배치량이 유지되기 때문에, 설계대로의 기계 특성을 발현할 수 있다.

이러한 시트상 강화 섬유 기재를 적어도 1매 포함하는 2매 이상의 시트상 강화 섬유 기재를 적층하여, 강화 섬유 기재를 형성하고, 섬유 강화 수지 성형품과 대략 동일 형상으로 부형하여, 형상 고착시킴으로써, 프리폼을 제작할 수 있다.

이러한 처리를 행함으로써, 적층체 내에 보강 부재를 높은 위치 정밀도로 배치하지 않아도, 필요한 부위에 필요한 양의 강화 섬유가 배치되어 있는 프리폼을, 간편하게 제작할 수 있다.

본 발명의 실시 형태의 섬유 강화 수지 성형품은, 이들의 시트상 강화 섬유 기재나, 프리폼을 사용해서 성형된다.

이하에서는, 도면을 참조하면서, 구체적인 섬유 강화 수지 성형품의 생산 방법에 대해서 설명한다.

도 10은 섬유 강화 수지 성형품을 제조할 때의 처리를 나타내는 흐름도이다. 스텝 S10에 있어서는, 시트상 강화 섬유 기재가 생성된다. 구체적으로는, 스텝 S12에 있어서, 도 2에 도시한 강화 섬유 다발 배치 장치(200)를 사용해서, 강화 섬유 다발을 길이 방향 Ld가 대략 일치하도록 배열하여 배치한다. 그 때, 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 방법 중 하나 이상의 방법으로, 제2 부분(3)에 있어서의 강화 섬유의 양이 제1 부분(4)에 있어서의 강화 섬유의 양보다 많아지도록, 강화 섬유 다발이 배치된다(도 1도 참조).

그리고, 스텝 S12에 있어서, 도 3a 내지 도 6b를 참조하여 설명한 방법 중 1 이상의 방법으로, 인접하는 강화 섬유 다발을 서로 구속시킨다. 그 결과, 예를 들어 도 1에 도시하는 시트상 강화 섬유 기재(1a)를 구성하는 단위층(1La)이 형성된다.

도 10의 스텝 S10에 있어서는, 단위층의 형성(스텝 S12)은, 1회 이상 실시된다. 단위층의 형성이 2회 이상 실시되는 경우에는, 이미 형성되어 있는 단위층(1La)과 겹치는 영역에, 새로운 1 이상의 단위층이 형성된다. 예를 들어, 이미 형성되어 있는 단위층(1La)의 영역과 일치하는 영역에, 새로운 1 이상의 단위층이 형성된다. 새롭게 형성되는 단위층 중 적어도 하나는, 이미 형성되어 있는 단위층(1La)의 강화 섬유 다발(2)의 배치(즉 길이 방향 Ld의 방향)와는, 배치가 다른 강화 섬유 다발(2)을 포함한다. 또한, 스텝 S10에서 형성되는 복수의 단위층은, 강화 섬유 다발의 배치가 서로 동일한 2 이상의 단위층을 포함할 수 있다.

단, 단위층의 형성(스텝 S12)이 반복됨으로써 생성되는 복수의 단위층 중, 적어도 2 이상의 단위층에 있어서, 강화 섬유의 양이 많은 제2 부분(3)은, 서로 적어도 일부가 겹치는 위치에 있다. 또한, 적어도 2 이상의 단위층에 있어서, 강화 섬유의 양이 적은 제1 부분(4)은, 서로 적어도 일부가 겹치는 위치에 있다. 제1 부분(4)과 제2 부분(3)을 갖는 복수의 단위층에 대해서, 적층 방향으로 투영했을 때, 각 단위층의 제1 부분(4)과 제2 부분(3)은 각각 일치하는 것이 바람직하다.

그리고, 스텝 S10에 있어서, 형성된 복수의 단위층 중 하나의 단위층(1La)에 포함되는 적어도 일부의 강화 섬유 다발과, 다른 하나의 단위층(1Lb)에 포함되는 적어도 일부의 강화 섬유 다발이, 적어도 일부에 있어서 서로 구속된다(예를 들어, 도 5a 및 도 5b 참조). 이와 같이 해서, 단위층을 1 이상 포함하는 시트상 강화 섬유 기재(1)가 형성된다.

도 10의 스텝 S10은, 1회 이상 실시된다. 스텝 S10이 2회 이상 실시되는 경우에는, 새롭게 형성되는 시트상 강화 섬유 기재 중 적어도 하나는, 이미 형성되어 있는 시트상 강화 섬유 기재의 강화 섬유 다발의 배치(즉 길이 방향 Ld의 방향)와는, 배치가 다른 강화 섬유 다발을 포함한다. 또한, 스텝 S10에서 형성되는 복수의 시트상 강화 섬유 기재는, 강화 섬유 다발의 배치가 서로 동일한 2 이상의 시트상 강화 섬유 기재를 포함할 수 있다.

단, 스텝 S10이 반복됨으로써 생성되는 복수의 시트상 강화 섬유 기재(도 1, 도 11 및 도 12 참조) 중, 적어도 2 이상의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 강화 섬유의 양이 많은 제2 부분(3)은, 그들의 시트상 강화 섬유 기재가 적층되었을 때, 서로 적어도 일부가 겹치는 위치에 있다. 또한, 적어도 2 이상의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서, 강화 섬유의 양이 적은 제1 부분(4)은, 그들의 시트상 강화 섬유 기재가 적층되었을 때, 서로 적어도 일부가 겹치는 위치에 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시트상 강화 섬유 기재(1b)를 도시하는 평면도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시트상 강화 섬유 기재(1c)를 도시하는 평면도이다. 시트상 강화 섬유 기재(1b, 1c)는, 도 1에 도시하는 시트상 강화 섬유 기재(1a)와는, 강화 섬유 다발(2)의 방향이 다르다. 시트상 강화 섬유 기재(1b, 1c)의 그 외의 점은 시트상 강화 섬유 기재(1a)와 동일하다. 시트상 강화 섬유 기재(1a 내지 1c)의 단면 구조는, 도 8에 나타내는 바와 같다. 또한, 도 11 및 도 12에 있어서, 도 1에 도시한 구성과 대응하는 구성은, 동일한 부호를 부여해서 나타낸다. 시트상 강화 섬유 기재(1a 내지 1c)의 제1 부분(4)과 제2 부분(3)은, 적층 방향으로 투영했을 때, 각각 일치한다.

도 10의 스텝 S20에 있어서는, 스텝 S10에 있어서 생성된 시트상 강화 섬유 기재(도 1, 도 11 및 도 12 참조)가 적층된다. 그 결과, 강화 섬유 기재가 생성된다. 또한, 시트상 강화 섬유 기재(1d)는 시트상 강화 섬유 기재(1a 내지 1c)와는, 강화 섬유 다발(2)의 방향이 다르다. 시트상 강화 섬유 기재(1d)의 그 외의 점은 시트상 강화 섬유 기재(1a)와 동일하다. 시트상 강화 섬유 기재(1a, 1b, 1c, 1d)에 있어서, 제2 부분(3)이 서로 중복되는 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 강화 섬유 기재에 있어서, 그들 제2 부분(3)에 대응하는 특정한 부위가, 다른 부위에 비해서 많은 강화 섬유를 포함한다.

또한, 스텝 S10이 1회만 실시되는 경우에는, 스텝 S20에서 생성되는 강화 섬유 기재는, 스텝 S10에서 생성되는 시트상 강화 섬유 기재와 같다. 즉, 그러한 경우에는, 스텝 S20에 있어서는, 처리는 행해지지 않는다.

도 10의 스텝 S10과 스텝 S20의 조합은, 1회 이상 실시된다. 그 결과, 1 이상의 강화 섬유 기재가 생성된다.

도 13은 강화 섬유 기재를 적층하여, 강화 섬유 기재 적층체(6)를 생성하는 처리를 나타내는 개념도이다. 여기에서는, 도 10의 스텝 S20에서 생성되는 강화 섬유 기재는, 시트상 강화 섬유 기재(1a, 1b, 1c, 1d) 중 어느 형태, 즉 스텝 S20에 있어서 시트상 강화 섬유 기재의 적층이 실시되지 않는 경우의 예를 나타내고 있다.

도 10의 스텝 S30에 있어서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 스텝 S20에 있어서 생성된 강화 섬유 기재(시트상 강화 섬유 기재(1a, 1b, 1c, 1d))가 적층된다. 그 결과, 강화 섬유 기재 적층체(6)가 생성된다.

도 14는 강화 섬유 기재 적층체(6)를 도시하는 사시도이다. 강화 섬유 기재로서의 시트상 강화 섬유 기재(1a, 1b, 1c, 1d)에 있어서, 제2 부분(3)이 서로 중복되는 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 강화 섬유 기재 적층체(6)에 있어서, 그들 제2 부분(3)에 대응하는 특정한 부위가, 다른 부위에 비해서 많은 강화 섬유를 포함한다.

도 10의 스텝 S30에 있어서는, 또한 강화 섬유 기재 적층체(6)가 틀을 사용해서 부형된다. 즉, 강화 섬유 기재 적층체(6)가, 절단 등의 제거 가공이 행해지는 일 없이, 평면 형상으로부터 3차원 형상으로 성형된다. 그리고, 강화 섬유 기재 적층체(6)의 형상이, 결합제에 의해, 그 형상으로 고정된다. 그 결과, 프리폼이 형성된다.

스텝 S40에 있어서는, 프리폼이 성형틀 내에 배치된다. 그리고, 성형틀이 닫힌 후에, 에폭시 수지 등의 액상의 수지가 성형틀 내에 주입된다. 이 수지는, 완성품의 섬유 강화 수지 성형품에 있어서의 매트릭스 수지로서 기능한다.

스텝 S50에 있어서는, 프리폼에 함침된 수지가 경화된다. 그 결과, 섬유 강화 수지 성형품이 생성된다. 섬유 강화 수지 성형품 내에 있어서, 강화 섬유의 상대 위치를 고정하고 있는 수지를, 본 명세서에 있어서, 「매트릭스 수지」라고 칭한다. 매트릭스 수지는, 도 10의 S50에서 사용되는 수지 외에, 도 10의 S10, S20, S40에서 사용되는 수지도 포함한다.

도 15는 비교예에 있어서의 강화 섬유 기재 적층체(6C)의 생성 방법을 나타내는 개념도이다. 비교예에 있어서는, 대략 동일한 외형 형상을 갖는 재단 기재(1p, 1q, 1r, 1s)를 적층한다. 그리고, 완성품으로서의 섬유 강화 수지 성형품의 일부를 보강하기 위해서, 보강용 재단 기재(12p 내지 12t)를, 보강하는 부위의 형상에 따라, 더 적층한다. 보강용 재단 기재(12p 내지 12t)는, 미리 생성된 일정한 폭 및 단위 면적당 중량을 갖는 강화 섬유 기재로부터 잘려져서 생성된다.

이러한 형태에 있어서는, 미리 생성된 일정한 폭 및 단위 면적당 중량을 갖는 강화 섬유 기재로부터 보강용 재단 기재(12p 내지 12t)가 잘려진다. 이 때문에, 사용되지 않는 기재가 발생하여, 재료의 수율이 낮다.

그러나, 본 실시 형태의 시트상 강화 섬유 기재에 있어서는, 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 외형이 정해져 있는 시트상 강화 섬유 기재의 층도, 보강을 위해서 배치되어 있는 구조도, 모두 잘라내기 공정을 거치지 않고 형성된다(도 2 참조). 이 때문에, (i) 섬유 강화 수지 성형품을 제작할 때 폐기되는 재료를 삭감할 수 있다. (ii) 폐기되는 재료를 늘리지 않고, 섬유 강화 수지 성형품의 보강을 실현할 수 있다.

또한, 제1 부분과 제2 부분을 구비하는 층 구조를 형성한 후, 외형 형상이 대략 일치하고 있는 그들의 층 구조를 적층한다(도 13 참조). 이 때문에, (iii) 섬유 강화 수지 성형품의 성형 시에, 보강용의 강화 섬유 기재가 위치 어긋남을 일으킬 가능성을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 시트상 강화 섬유 기재는, 경량이고 또한 기계 특성이 우수한 섬유 강화 수지 성형품을, 효율적이고 또한 고품질로 제조하기 위해서, 적합하게 사용할 수 있다.

1, 1a, 1b, 1c, 1d : 시트상 강화 섬유 기재
1La : 단위층(제1 층)
1Lb : 단위층(제2 층)
1p, 1q, 1r, 1s : 재단 기재
2, 2b, 2c : 강화 섬유 다발
3 : 제2 부분
4 : 제1 부분
6 : 강화 섬유 기재 적층체
6C : 강화 섬유 기재 적층체
8 : 수지 결합제
9 : 섬유상 수지
10 : 보조사
11 : 천 형상물
12p 내지 12t : 재단 기재
200 : 강화 섬유 다발 배치 장치
205 : 배치대
210 : 헤드
Ld : 강화 섬유의 길이 방향
SL1 : 제1 부분층
SL2 : 제2 부분층

Claims

섬유 강화 수지 성형품을 생성하기 위한 시트상 강화 섬유 기재이며,
길이 방향이 대략 동일해지도록 배치된 복수의 강화 섬유 다발이며, 인접하는 상기 강화 섬유 다발이 적어도 일부에 있어서 서로 구속되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하는 제1 층을 구비하고,
상기 제1 층은,
복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하는 제1 부분과,
복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하고, 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 상기 제1 부분보다 많은 제2 부분을 갖는, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항에 있어서, 추가로,
길이 방향이 대략 동일해지도록 배치된 복수의 강화 섬유 다발이며, 인접하는 강화 섬유 다발이 적어도 일부에 있어서 서로 구속되어 있는 복수의 강화 섬유 다발을 포함하는 제2 층을 구비하고,
상기 제1과 제2 층은, 각각이 포함하는 복수의 강화 섬유 다발의 길이 방향이 서로 다르게 적층되어 있고,
상기 제2 층에 포함되는 적어도 일부의 강화 섬유 다발은, 적어도 일부에 있어서, 상기 제1 층에 포함되는 강화 섬유 다발에 구속되어 있고,
상기 제2 층은,
적어도 일부가 상기 제1 부분과 겹치는 위치에 배치되어, 복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하는 제3 부분과,
적어도 일부가 상기 제2 부분과 겹치는 위치에 배치되어, 복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하고, 단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 상기 제3 부분보다 많은 제4 부분을 갖는, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 층은, 추가로,
상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 설치되어 있어, 단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 일정한 제1 부분층과,
상기 제1 부분에는 설치되어 있지 않고, 상기 제2 부분에 설치되어 있어, 단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 일정한 제2 부분층을 포함하는, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 부분에 있어서의 상기 강화 섬유 다발은 상기 제1 부분에 있어서의 상기 강화 섬유 다발보다 굵은, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 부분에 있어서의 상기 복수의 강화 섬유 다발은, 상기 제1 부분에 있어서의 상기 복수의 강화 섬유 다발의 간격보다 좁은 간격으로 배치되어 있는, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시트상 강화 섬유 기재는, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 결정되는 외주 형상을 갖고 있고,
상기 제1 및 제2 부분은 상기 섬유 강화 수지 성형품의 설계 요건에 따라서 결정되어 있는, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 부분은, 상기 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 제1 부분이 구성하는 부위보다 강도와 강성 중 적어도 한쪽이 보다 큰 부위를 구성하는 부분인, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시트상 강화 섬유 기재는, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 결정되는 외주 형상을 갖고 있고,
상기 제2 부분은, 상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 상기 시트상 강화 섬유 기재를 부형할 때, 상기 시트상 강화 섬유 기재의 변형에 따라서 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 저감하는 부위인, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 부분은, 상기 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 제1 부분이 구성하는 부위의 곡률보다 큰 곡률을 갖는 부위를 구성하는 부분인, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
인접하는 상기 강화 섬유 다발은 수지 결합제에 의해 서로 구속되어 있는, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
인접하는 상기 강화 섬유 다발은 보조사에 의해 봉합되어 있는, 시트상 강화 섬유 기재.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강화 섬유 다발은 탄소 섬유로 구성되는, 시트상 강화 섬유 기재.
프리폼이며,
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 시트상 강화 섬유 기재를 포함하는 2매 이상의 강화 섬유 기재이며, 입체 형상으로 부형되어 형상 고착되어 있는 2매 이상의 강화 섬유 기재를 포함하는, 프리폼.
섬유 강화 수지 성형품이며,
경화된 매트릭스 수지가 함침되어 있는 제13항에 기재된 프리폼을 포함하는, 섬유 강화 수지 성형품.
시트상 강화 섬유 기재를 사용해서 섬유 강화 수지 성형품을 생산하는 방법이며,
단위층을 형성하는 공정이며,
길이 방향이 대략 동일해지도록 복수의 강화 섬유 다발을 배치하는 공정과,
인접하는 상기 강화 섬유 다발을 적어도 일부에 있어서 서로 구속시키는 공정을 구비하는 단위층을 형성하는 공정을 구비하고,
상기 복수의 강화 섬유 다발을 배치하는 공정은,
복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하는 제1 부분과,
복수의 상기 강화 섬유 다발을 포함하고, 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 상기 제1 부분보다 많은 제2 부분을 형성하는 공정을 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 추가로,
상기 단위층을 형성하는 공정을 반복해서, 서로 겹치는 복수의 상기 단위층을 형성하는 공정이며, 서로의 상기 복수의 강화 섬유 다발의 길이 방향이 다른 복수의 단위층을 형성하는 공정과,
상기 복수의 단위층 중 하나의 단위층에 포함되는 적어도 일부의 강화 섬유 다발과, 상기 복수의 단위층 중 다른 하나의 단위층에 포함되는 적어도 일부의 강화 섬유 다발을, 적어도 일부에 있어서 서로 구속시키는 공정을 구비하고,
상기 복수의 단위층 중 적어도 2개의 단위층에 있어서,
각각의 상기 제1 부분은 서로 적어도 일부가 겹치고,
각각의 상기 제2 부분은 서로 적어도 일부가 겹치는 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 단위층을 형성하는 공정은,
단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 일정한 제1 부분층을, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 설치하는 공정과,
단위 면적당 상기 강화 섬유의 중량이 일정한 제2 부분층을, 상기 제1 부분에는 설치하지 않고, 상기 제2 부분에 설치하는 공정을 포함하는 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 제2 부분을 형성하는 공정은, 상기 제1 부분을 형성하는 상기 강화 섬유 다발보다 굵은 상기 강화 섬유 다발을 사용하여, 상기 제2 부분을 형성하는 공정을 포함하는 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 제2 부분을 형성하는 공정은, 상기 제1 부분을 형성하는 상기 복수의 강화 섬유 다발의 간격보다 좁은 간격으로 상기 복수의 강화 섬유 다발을 배치하는 공정을 포함하는 방법.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로,
상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 상기 시트상 강화 섬유 기재의 외형 형상을 결정하는 공정과,
상기 섬유 강화 수지 성형품의 설계 요건에 따라서 상기 제1 및 제2 부분을 결정하는 공정을 구비하는 방법.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 상기 시트상 강화 섬유 기재의 외형 형상을 결정하는 공정과,
상기 섬유 강화 수지 성형품의 형상에 따라서 상기 시트상 강화 섬유 기재를 부형할 때, 상기 시트상 강화 섬유 기재의 변형에 따라서 단위 면적당 강화 섬유의 중량이 저감하는 부위를 특정하고, 상기 특정된 부위를 상기 제2 부분으로서 결정하는 공정을 더 구비하는 방법.
제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
인접하는 상기 강화 섬유 다발의 구속은 수지 결합제에 의해 행해지는 방법.
제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
인접하는 상기 강화 섬유 다발의 구속은 보조사에 의한 봉합에 의해 행해지는 방법.