TW202019707A - 強化纖維帶材料及其製造方法、使用強化纖維帶材料之強化纖維積層體及纖維強化樹脂成形體 - Google Patents

強化纖維帶材料及其製造方法、使用強化纖維帶材料之強化纖維積層體及纖維強化樹脂成形體 Download PDF

Info

Publication number
TW202019707A
TW202019707A TW108127992A TW108127992A TW202019707A TW 202019707 A TW202019707 A TW 202019707A TW 108127992 A TW108127992 A TW 108127992A TW 108127992 A TW108127992 A TW 108127992A TW 202019707 A TW202019707 A TW 202019707A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
resin
reinforcing fiber
resin material
reinforced
tape material
Prior art date
Application number
TW108127992A
Other languages
English (en)
Inventor
神田守
佐藤將之
Original Assignee
日商東麗股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東麗股份有限公司 filed Critical 日商東麗股份有限公司
Publication of TW202019707A publication Critical patent/TW202019707A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/14—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length of filaments or wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/20—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/465—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating by melting a solid material, e.g. sheets, powders of fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/504—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/504—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
    • B29C70/506—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands and impregnating by melting a solid material, e.g. sheet, powder, fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024—Woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/026—Knitted fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/20—All layers being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B32B2260/023—Two or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261—Polyamide fibres
    • B32B2262/0269—Aromatic polyamide fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/103—Metal fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/105—Ceramic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/14—Mixture of at least two fibres made of different materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/12—Ships
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/18—Aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本發明提供強化纖維帶材料、其製造方法、使用該強化纖維帶材料之強化纖維積層體及纖維強化樹脂成形體，該強化纖維帶材料係樹脂注入成形用之具有強化纖維股束的強化纖維帶材料，其特徵為：該帶材料係藉由配置於強化纖維股束之至少單面的樹脂材料及配置於一面之與前述樹脂材料不同軟化點的樹脂材料，將構成強化纖維股束的強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化而成者，前述兩樹脂材料具有基質樹脂透過性。特別地，於藉由纖維鋪放(fiber placement)法製作片基材或預備賦形體之際，向工具(tool)的固著・配置變容易，可縮短樹脂注入步驟中的樹脂流動時間。又，以良好的賦形性及後續步驟之成形，得到具有良好的樹脂含浸性之強化纖維帶材料及其積層片基材、成形品。

Description

強化纖維帶材料及其製造方法、使用強化纖維帶材料之強化纖維積層體及纖維強化樹脂成形體
本發明關於主要用於纖維鋪放(fiber placement)法之強化纖維帶材料、強化纖維帶材料之製造方法、配置・積層強化纖維帶材料而成之強化纖維積層體及纖維強化樹脂成形體。
由強化纖維與樹脂而成之纖維強化塑膠(Fiber Reinforced Plastic：FRP)，由於輕量且高強度之特性，而使用於航空、宇宙、汽車用途等。作為兼顧FRP的生產性與高強度之成形法，例如可舉出如樹脂轉注成形法(Resin Transfer Molding：RTM)或VaRTM成形法(真空輔助樹脂轉注成形，Vacuum assisted Resin Transfer Molding)等，在之後使樹脂含浸至強化纖維積層體及硬化之成形法。RTM成形法係將由以未預備含浸基質樹脂的乾性強化纖維股束群構成的強化纖維基材所成之強化纖維積層體，配置於成形模具內及賦予形狀，藉由注入液狀且低黏度的基質樹脂，之後使基質樹脂含浸・固化而將FRP成形之成形法。尤其在需要高的生產性時，樹脂注入時係使用使成形模具內模腔比最終成形品厚度較厚，藉由閉模而使其高速含浸，縮短纖維強化塑膠的成形時間之技術等。又近年來，亦使用將液狀的樹脂塗布於強化纖維積層體後，進行閉模，使其含浸樹脂之濕壓成形法。
藉由含浸樹脂及其硬化，成形為纖維強化樹脂成形體之強化纖維積層體，以往係將由如織物或非捲曲織物(Non Crimp Fabric：NCF)，如由強化纖維股束未含浸樹脂之乾的強化纖維股束群所構成之成為一定寬度的(即略矩形的)布帛形態之強化纖維基材，切出所欲的形狀者，賦形、固著成三次元形狀而形成。然而，如此地，若由一定寬度的布帛切出所欲形狀，則其後係生成許多剩餘的零頭布。即，強化纖維的廢棄量變多，於製造預先成為一定寬度的布帛形態之強化纖維基材的習知手法中，有製造成本變高之問題。
對於如此的問題，如使強化纖維股束成為符合製品形狀之所欲形狀，僅配置於必要的地方之纖維鋪放法係受到注目。藉由纖維鋪放法，由於在必要的地方配置必要量的強化纖維，故可大幅減低所廢棄的強化纖維之量。再者，相較於以往的織物或NCF，以纖維鋪放法所製造的強化纖維基材由於強化纖維股束之捲曲少，真直度(straightness)優異，故使樹脂注入・硬化而得之FRP係具有高的力學強度。
作為與用於纖維鋪放法的強化纖維帶材料有關的習知技術，例如專利文獻1或專利文獻2中揭示對於強化纖維股束，在兩側之面不縫合或不針扎同一熱塑性樹脂製的不織布，僅加熱冷卻而使其貼合，製作帶材料之方法。
又，作為與用於纖維鋪放法的強化纖維帶材料有關的習知技術，例如有提案：複數的強化纖維股束係具有間隔而平行地配置，藉由將其兩面與熱塑性不織布接著，而結合一體化之帶(tape)的技術(專利文獻3)。又，專利文獻4中提案：使由熱塑性樹脂所成之不織布抵接於強化纖維股束經單向並絲的強化纖維片，藉由在玻璃轉移溫度以上且小於熔點之溫度範圍中加壓，而一體化之帶的技術。
於此等專利文獻3、4之習知技術中，藉由將複數的強化纖維股束與熱塑性不織布接著而結合一體化，實現能確保帶的形態保持且將熱可塑不織布本身作為流路的含浸流路之強化纖維帶材。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本發明專利第5854504號公報 [專利文獻2]日本發明專利第5584224號公報 [專利文獻3]日本發明專利第5830095號公報 [專利文獻4]日本發明專利第5851714號公報
[發明欲解決之課題]
如前述，相較於以往的織物或NCF，以纖維鋪放法所製造的強化纖維基材由於強化纖維股束之捲曲少，真直度優異，故使樹脂注入・硬化而得之FRP係具有高的力學強度。然而，以纖維鋪放法所製造之強化纖維基材，由於強化纖維股束之真直度而樹脂注入時的樹脂流路少，相對於以往的織物或NCF，含浸性極度地變差。若含浸性變差，則注入成形中的樹脂注入所需要之時間變長，生產循環變長，喪失注入成形的高生產性之優點。又，於注入成形中所注的樹脂成為高黏度化之前(即，在適用期(pot life)內)，必須完成樹脂注入，但若強化纖維基材之含浸性差，則不僅在能使用的樹脂或製程上發生限制，而且容易發生樹脂未含浸至基材之所謂稱為未含浸・乾點(dry spot)的缺陷，成為製品的剛性或強度等力學特性降低之原因。
纖維鋪放法，尤其在使用自動地配置帶材料之裝置技術的情況中，強化纖維帶材料係從筒管・捲軸等拉出，通過紗道中的導輥，在接近模具的位置，藉由IR(紅外線)加熱器等加熱，一邊在配置輥受到壓力，一邊配置於模具上。於導輥通過之際，被推壓至面方向，而且在配置時受到熱與向模具的推壓壓力，故因彼等之外力而帶材料本來的寬度會變化、擴大。由於寬度的變化，若強化纖維股束間的間隙(gap)被掩埋，則會堵塞樹脂流路，在注入成形時，於強化纖維基材內樹脂變難以高速流動。此外，於將複數的強化纖維股束一邊設置間隙一邊並絲，以熱塑性樹脂製不織布等一體化之帶材料中，不僅帶間的間隙，而且所構成的強化纖維股束之寬度係變化，在預先設於帶內的間隙亦發生同樣之問題。因此，對於所配置的強化纖維帶材料，要求尺寸安定性優異，能確保強化纖維基材的樹脂流動流路之材料。
對於如此的問題點，上述專利文獻1中顯示：將在強化纖維股束之兩面所配置的熱塑性樹脂製不織布，以故意地從強化纖維股束超出之狀態貼合，藉由僅處理端部的不織布，而避免強化纖維從帶端部綻開，結果構成帶的股束寬度之標準偏差成為如0.25mm以下之材料及其製造方法。作為將兩面的不織布貼附於強化纖維而固定之方法，若為使不織布本身軟化而使其固著之情況，則顯示藉由在強化纖維股束與不織布間配置的樹脂接著劑，使其固著之方法。專利文獻1之發明雖然實現高的股束寬度精度，但是若配置於兩面的不織布使用本質上相同者，則由於固著不織布的接著劑成分之量為一點點，故若欲沿著具有3次元形狀(例如垂直面)的成形模具進行固定時，則必須在帶材料與成形模具之間，或已經配置的帶材料與要新配置的帶材料(下一層的帶材料)之間，塗布新的樹脂材料而固著，或者高溫加熱構成帶材料的不織布直到充分軟化之溫度為止，使其貼合。惟，加熱帶材料時，帶表面的不織布係被壓潰，在強化纖維股束上形成膜，或者熔化而含浸至強化纖維股束內等，無法維持強化纖維股束層間之間隙。
此處，加以說明樹脂往厚度方向之流動。面內方向(in-plane direction)中相鄰的強化纖維股束間之間隙係在厚度方向中連續地重疊時，由於其空隙成為厚度方向的貫穿孔，可容易想像樹脂係在厚度方向中變容易流動。然而，於面內方向中相鄰的強化纖維股束間之間隙係實質上無時，或帶寬度擴大，基材全體中的該貫穿孔的存在機率變低時，不僅利用厚度方向，而且亦利用層間或層內的間隙，在面內方向中亦樹脂流動，而厚度方向中相鄰的上層之強化纖維股束間的間隙與下層的強化纖維股束間之間隙係可形成連續的流路。由於形成如此連續的樹脂流路，在厚度方向中亦樹脂能容易地流動。
然而，如前述，專利文獻1之發明係在配置的步驟之間，此等厚度方向的強化纖維股束間之間隙會被掩埋，樹脂流動經路減少，結果有樹脂向積層體的注入時間變長之問題。
專利文獻2中顯示將如針之穿孔裝置插入帶材料，於所得之帶材料中預先設置貫穿帶材料的貫穿孔，而改善厚度方向的樹脂流動性之帶材料。然而，預先設置的貫穿孔亦為了固著層間而進行加熱，有熔化帶材料表面的不織布材料，與無法保持所設置的貫穿孔之情況，該情況的結果為有樹脂向積層體的注入時間變長之問題。
又，於上述專利文獻3之方法中，藉由將複數的強化纖維股束與熱塑性不織布接著而結合一體化時，在熔融熱可塑不織布時，由於熔融樹脂會掩埋流路的一部分，故相較於熱可塑不織布不熔融之狀態，含浸性係降低。另外，由於熔點高的不織布熔融而含浸至帶內部，故帶係硬，於後續步驟中將強化纖維積層體配置於成形模具及賦予形狀時，得不到良好的賦形特性。
再者，於上述專利文獻4之方法中，由於在玻璃轉移溫度以上且小於熔點之溫度範圍中加壓，故熱可塑不織布係軟化，加壓於強化纖維股束而接著時，軟化的樹脂會掩埋流路的一部分，故相較於熱可塑不織布不軟化的狀態，含浸性係降低。
因此，本發明之課題係著眼如上述之習知技術的問題點，提供強化纖維帶材料與其製造方法，該強化纖維帶材料係向工具(成形模具)的固著・配置容易，可抑制強化纖維股束的寬度變化，可縮短樹脂流動時間，可成形循環全體之高速化，亦可抑制製品內的未含浸部分之發生。
又，本發明亦課題在於提供具有良好的賦形性及良好的樹脂含浸性之強化纖維帶材料及使用其之強化纖維積層體與纖維強化樹脂成形體。 [用以解決課題之手段]
為了解決上述課題，本發明採取以下之構成。 (1)一種強化纖維帶材料，其係樹脂注入成形用之具有具備1條或複數條的強化纖維股束之股束集合體的強化纖維帶材料，其特徵為：該帶材料係藉由配置於前述股束集合體表面之至少單面的第1或第4樹脂材料及配置於一面之與第1或第4樹脂材料不同軟化點的第2或第3樹脂材料，將構成前述強化纖維股束的強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化而成者，第1或第4樹脂材料及第2或第3樹脂材料具有基質樹脂透過性。 (2)如(1)記載之強化纖維帶材料，其中在前述股束集合體表面之僅單面配置前述第1樹脂材料，在另一面配置前述第2樹脂材料而成。 (3)如(1)記載之強化纖維帶材料，其中前述第2樹脂材料之軟化點為40℃以上150℃以下。 (4)如(1)記載之強化纖維帶材料，其中前述第1樹脂材料之軟化點M1(℃)與第2樹脂材料之軟化點M2(℃)之關係為以下之式所示者； M1≧M2+10(℃)。 (5)如(1)記載之強化纖維帶材料，其中前述第1及第2樹脂材料係以包含纖維狀的第1或第2樹脂材料之不織布的形態，將強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化。 (6)如(1)記載之強化纖維帶材料，其中於包含強化纖維經單向並行地並絲之強化纖維股束的前述股束集合體之兩面，以軟化後固化之狀態具有軟化點為40℃以上200℃以下的加熱熔融性之第4樹脂材料，比前述第4樹脂材料高軟化點之第3樹脂材料係隔著前述第4樹脂材料接著於包含前述強化纖維股束的前述股束集合體之單面。 (7)如(6)記載之強化纖維帶材料，其中前述第3樹脂材料之軟化點M3[℃]與第4樹脂材料之軟化點M4[℃]滿足下式： M3＞M4+10(℃)。 (8)如(6)記載之強化纖維帶材料，其中前述第3樹脂材料係不織布形態，維持其纖維形態。 (9)如(6)記載之強化纖維帶材料，其中前述第4樹脂材料係粒子形態。 (10)如(6)記載之強化纖維帶材料，其中相對於該強化纖維股束之中央部的厚度T2(μm)，該強化纖維股束之剖面的寬度方向中之兩端部的厚度T1(μm)及T3(μm)皆為50～200%之範圍內。 (11)如(6)記載之強化纖維帶材料，其中強化纖維股束之長絲數(filament number)N[單位：K]及寬度W[mm]滿足4.8＜N/W＜12。 (12)如(6)記載之強化纖維帶材料，其中前述強化纖維股束係複數條被單向並行地並絲。 (13)如(6)記載之強化纖維帶材料，其中於鄰接的強化纖維股束間設置間隙，與該強化纖維股束之長度方向平行地形成。 (14)一種強化纖維積層體，其係排列、積層如(1)～(13)中任一項記載之強化纖維帶材料，使其層間固著者。 (15)一種纖維強化樹脂成形體，其係使基質樹脂含浸至如(14)記載之強化纖維積層體及硬化者。 (16)一種強化纖維帶材料之製造方法，其係具有具備1條或複數條的強化纖維股束之股束集合體的如(1)～(5)中任一項記載之強化纖維帶材料之製造方法，具有以下之步驟： a)拉出強化纖維股束，將經調整成指定寬度者1條或並排複數條，形成股束集合體之步驟， b)於前述步驟a)中的前述股束集合體之至少單面，供給及配置第1樹脂材料，於一面供給及配置第2樹脂材料之步驟， c)藉由加熱強化纖維股束及所配置的第1樹脂材料、第2樹脂材料，對於前述強化纖維股束進行加壓，而對於前述強化纖維股束，第1樹脂材料係保留著形態而固著，第2樹脂材料係被熔融，使至少一部分含浸至前述強化纖維股束內之步驟， d)冷卻強化纖維帶材料，進行捲取之步驟。 (17)如(16)記載之強化纖維帶材料之製造方法，其中於前述步驟b)中，於前述股束集合體之僅單面，供給及配置第1樹脂材料，於另一面，供給及配置第2樹脂材料。 (18)如(16)記載之強化纖維帶材料之製造方法，其中於前述步驟b)中，前述第1或/及第2樹脂材料係以包含事先形成之纖維狀的第1或/及第2樹脂材料之不織布的形態供給。 [發明之效果]
依照本發明，使用本發明之強化纖維帶材料，尤其在藉由纖維鋪放法製作RTM成形用的片基材或預備賦形體(預形體)時，向工具(成形模具)的固著・配置變容易，而且亦抑制配置之步驟中的強化纖維股束之寬度變化，結果得到能縮短樹脂注入步驟中的樹脂流動時間之效果。因此，不僅可謀求成形循環全體之高速化，而且樹脂流動容易，亦可抑制製品內的未含浸之發生，亦得到品質的安定化之效果。
又，藉由本發明之強化纖維帶材料及強化纖維積層體、纖維強化樹脂成形體，以良好的賦形性及後續步驟之成形，得到具有良好的樹脂含浸性之強化纖維帶材料及其積層片基材、成形品。
[用以實施發明的形態]
以下，與實施形態一起詳細地說明本發明。 本發明之強化纖維帶材料係樹脂注入成形用之具有具備1條或複數條的強化纖維股束之股束集合體的強化纖維帶材料，其特徵為：該帶材料係藉由配置於前述股束集合體表面之至少單面的第1或第4樹脂材料及配置於一面之與第1或第4樹脂材料不同軟化點的第2或第3樹脂材料，將構成前述強化纖維股束的強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化而成者，第1或第4樹脂材料及第2或第3樹脂材料具有基質樹脂透過性。於本發明之強化纖維帶材料中，代表地可採取以下的第1形態、第2形態。
[強化纖維帶材料之第1形態] 一種強化纖維帶材料，其係樹脂注入成形用之具有具備1條或複數條的強化纖維股束之股束集合體的強化纖維帶材料，其特徵為：該帶材料係藉由配置於前述股束集合體表面之僅單面的第1樹脂材料及配置於另一面之與第1樹脂材料不同軟化點的第2樹脂材料，將構成前述強化纖維股束的強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化而成者，第1樹脂材料及第2樹脂材料具有基質樹脂透過性。
[強化纖維帶材料之第2形態] 一種強化纖維帶材料，其係樹脂注入成形用之具有具備1條或複數條的強化纖維股束之股束集合體的強化纖維帶材料，其特徵為：於包含強化纖維經單向並行地並絲之強化纖維股束的前述股束集合體之兩面，以軟化後固化之狀態具有軟化點為40℃以上200℃以下的加熱熔融性之第4樹脂材料，比前述第4樹脂材料高軟化點之第3樹脂材料係隔著前述第4樹脂材料接著於包含前述強化纖維股束的前述股束集合體之單面，藉由前述第3及第4樹脂材料，將構成前述強化纖維股束的強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化而成者，第3樹脂材料及第4樹脂材料具有基質樹脂透過性。
首先，說明上述強化纖維帶材料之第1形態與第2形態共通的事項。 作為用於本發明的強化纖維，並沒有特別的限制，例如可使用碳纖維、玻璃纖維、芳香族聚醯胺纖維、氧化鋁纖維、碳化矽素纖維、硼纖維、金屬纖維、天然纖維、礦物纖維等，此等係可併用1種或2種以上。其中，從成形體的比強度、比剛性高，輕量化之觀點來看，較宜使用聚丙烯腈(PAN)系、瀝青系、縲縈系等的碳纖維。又，從提高所得之成形品的經濟性之觀點來看，較宜使用玻璃纖維。再者，從提高所得之成形品的衝擊吸收性或賦形性之觀點來看，可較宜使用芳香族聚醯胺纖維。另外，從提高所得之成形體的導電性之觀點來看，亦可使用被覆有鎳或銅、鐿等金屬之強化纖維。
用於本發明之強化纖維股束，例如可在強化纖維中混合有機纖維、有機化合物或無機化合物，也可使其附著上漿劑。本發明中的強化纖維帶材料，可為強化纖維股束本身，也可由複數的強化纖維股束所構成。
然而，具有與配置於表面的樹脂材料相同軟化點(例如玻璃轉移溫度或熔點)之熱塑性樹脂製的纖維，或混紡有該熱塑性樹脂纖維與其它的強化纖維之強化纖維股束，由於得不到本發明之目的效果，故應避免使用。
構成強化纖維股束的強化纖維之單纖維數較佳為3000條～60000條，更佳的態樣為10000條～60000條。強化纖維之單纖維數少於10000條時，強化纖維帶材料之強化纖維單位面積重量變低，使用纖維鋪放法以符合製品形狀的所欲形狀之方式依序配置強化纖維帶材料時，變成配置更多條數的強化纖維帶材料，在強化纖維帶材料之配置費時，使生產性降低。強化纖維之單纖維數少於3000條時，生產性更降低。強化纖維之單纖維數多於60000條時，強化纖維帶材料之強化纖維單位面積重量變高，使用纖維鋪放法以符合製品形狀的所欲形狀之方式依序配置強化纖維帶材料時，由於每1層的強化纖維單位面積重量過高，會窄化配向設計之範圍。
作為第1或第4樹脂材料及第2或第3樹脂材料，只要具有加熱熔融性即可，材質可使用聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚乙烯縮甲醛樹脂、聚醚碸樹脂、苯氧樹脂、聚碳酸酯樹脂等之熱塑性樹脂，以及酚系樹脂、苯氧樹脂、環氧樹脂，更且聚苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚丁二烯系樹脂、聚異戊二烯系樹脂、氟系樹脂及丙烯腈系等之熱可塑彈性體等或此等的共聚物、改質體及摻合有2種類以上的此等樹脂之樹脂等。
此等之加熱熔融性的樹脂材料係除了在成為強化纖維積層體時將層間固著之接著機能之外，還可使用於以確保含浸時的基質樹脂流路為目的，或藉由使用能發揮高韌性的材質之樹脂而強化層間為目的。又，為了賦予導電性、難燃性等之機能性，亦可成為混合有無機材料的微粒子等之樹脂。此等之樹脂材料亦可使用於以確保含浸時的基質樹脂流路為目的，或藉由使用能發揮高韌性的材質之樹脂而強化層間為目的。
本發明之強化纖維帶材料，由於藉由樹脂注入成形法而成形為複合材料，故配置於強化纖維股束表面之第1或第4樹脂材料及第2或第3樹脂材料必須具有基質樹脂透過性。所謂的具有樹脂透過性，換言之只要具有成為基質的樹脂流動用之間隙即可，可使用採用由此等樹脂材料所成的短纖維或/及長纖維之梭織物、針織物、不織布等之形態。
另一方面，成為基質的樹脂實質上無法透過，例如不具有貫穿孔的薄膜形態，或作為不織布或梭織物所製作者的纖維彼此為無間隙地融接之形態，係無法使用。
接著，說明上述強化纖維帶材料之第1形態。 圖1中顯示第1形態之強化纖維帶材料的一實施態樣之剖面圖，圖2中顯示斜視圖。又，圖3中顯示具有複數條的強化纖維股束時之第1形態的強化纖維帶材料之一實施態樣的斜視圖。於圖1及圖2所示的實施態樣中，於以1條的強化纖維股束3所構成的股束集合體之表面之僅單面，配置具有基質樹脂透過性的第1樹脂材料1，於股束集合體之另一面，配置具有基質樹脂透過性且與第1樹脂材料1不同軟化點的第2樹脂材料2，藉由第1樹脂材料1與第2樹脂材料2，將構成強化纖維股束3的強化纖維彼此互相地拘束・一體化，構成強化纖維帶材料101。第1樹脂材料1例如係以粒子之形態賦予，第2樹脂材料2例如係以不織布的形態賦予。於圖3所示的實施態樣中，於以具有間隙且互相並行地配置之複數條的強化纖維股束3所構成之股束集合體的表面之僅單面，配置第1樹脂材料1，於另一面配置第2樹脂材料2，藉由第1樹脂材料1與第2樹脂材料2，將強化纖維股束3彼此互相地拘束・一體化，構成強化纖維帶材料。
於如此的第1形態之強化纖維帶材料中，第2樹脂材料之軟化點較佳為40℃以上150℃以下，更佳為40℃以上130℃以下，尤佳為40℃以上100℃以下。
又，前述第1樹脂材料之軟化點M1(℃)與第2樹脂材料之軟化點M2(℃)之關係較佳為以下之式所示者。 M1≧M2+10(℃)
於本說明書中，所謂的「軟化點」，就是指樹脂材料在其溫度以上之溫度時，樹脂材料係軟化/熔融之溫度。具體而言，當樹脂材料為結晶性聚合物時，指熔點，當樹脂材料為非晶性聚合物時，指玻璃轉移點。
因此，上述第1、第2樹脂材料之軟化點之關係亦可作為玻璃轉移溫度或熔點之關係而掌握，可作為第1樹脂材料之玻璃轉移溫度(Tg1)或熔點(Tm1)與第2樹脂材料之玻璃轉移溫度(Tg2)或熔點(Tm2)之關係而掌握。此時，較佳為以下之式的範圍內。 Tg1≧Tg2+10(℃)或Tm1≧Tm2+10(℃) 更佳為： Tg1≧Tg2+80(℃)或Tm1≧Tm2+80(℃) 再者，尤佳為以下之範圍： Tg1≧Tg2+100(℃)或Tm1≧Tm2+100(℃)
此處所言的軟化點或玻璃轉移溫度或熔點，係可使用DSC裝置(示差掃描熱量計)，測定所使用的樹脂材料而得，可簡易地參考樹脂材料製造商發行的技術資訊記載之值。
於本發明中，最終的強化纖維帶材料之操作性係因第2樹脂材料之軟化點而變化。由於40℃以上，即使在室溫環境下也第2樹脂材料不熔融，因為亦不發生膠黏(黏著)性，故可在不冷凍・冷藏保管下保管，另一方面，由於150℃以下，於藉由纖維鋪放法實施本強化纖維帶材料向成形模具之固著時，加熱所需要的時間變少，可迅速地配置。
相較於第2樹脂材料之軟化點，第1樹脂材料之軟化點為10℃以上，較佳為80℃以上高溫者，當藉由纖維鋪放法實施向成形模具之固著時，即使在第2樹脂材料發揮膠黏性的溫度，第1樹脂材料也可確實地保持不熔融之形態，故可在層間維持第1樹脂材料之層。
於本發明中，前述第1及第2樹脂材料係可採取：以包含纖維狀的第1或第2樹脂材料之不織布的形態，將強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化之形態。
於不織布形態中，可從纖維經任意地纏結之蓆形態、配置於複數方向的纖維互相熔融固著或藉由接著劑而一體化之形態等來選擇。又，可為等向性且密度之偏差少的形態，而且為了賦予機能性，如具有異向性，也可為具有特異的配置圖案(例如格子狀、螺旋狀、波狀等)之形態。選擇具有此等圖案之形態時，可按照所配置的形狀，使最終的帶材料之懸垂性(賦形性)變化。可按照所配置的形狀，使在強化纖維股束的纖維方向中連續且固著的樹脂與在寬度方向中連續且固著的樹脂之比例變化，尤其藉由減少纖維方向之比例，增加寬度方向之比例，可得到一邊維持強化纖維彼此之固著，一邊在垂直於纖維方向的方向中容易彎曲之強化纖維帶材料。
另一方面，選擇短纖維或/及長纖維經任意地纏結之蓆狀等纖維方向不偏於特定的方向之形態時，強化纖維股束表面的第1及第2樹脂材料係可大致等向性且均勻密度地配置，例如期待在施加面外方向的衝擊時，用於抑制層間所發生的龜裂(裂痕)之機能，或在期待導電性、難燃性等而選定樹脂之情況等中，選擇具有等向性的形態者係有效果的。
接著，說明上述強化纖維帶材料之第2形態。 第2形態之強化纖維帶材料係於包含強化纖維股束的股束集合體之兩面，以軟化後固化之狀態具有軟化點為40℃以上200℃以下的加熱熔融性之第4樹脂材料，比前述第4樹脂材料高軟化點之第3樹脂材料係隔著前述第4樹脂材料接著於前述強化纖維股束之單面的強化纖維帶材料。
圖4顯示第2形態之強化纖維帶材料的實施態樣，顯示強化纖維股束1條之情況的構成例。 強化纖維帶材料102係藉由在強化纖維股束3之兩面，第4樹脂材料5以軟化後固化之形態存在，且在強化纖維股束3之單面，第3樹脂材料4係隔著第4樹脂材料5，以不軟化之狀態存在而形成。關於複數條的強化纖維股束3係具有間隙且互相並行地配置之構成，可採用與圖3所示的第1形態之強化纖維帶材料同樣的構成。
又，於第2形態之強化纖維帶材料中，加熱熔融性的第4樹脂材料，重要的是其軟化點M1(℃)為40℃以上200℃以下。藉由使用如此的第4樹脂材料，於因加熱而黏度降低後，進行冷卻等而回到常溫之狀態時，將構成強化纖維股束的長絲彼此予以固定，作為強化纖維股束，更確實地保持一定的形態。
再者，本說明書中，所謂之「軟化後固化之狀態」，就是指因加熱而黏度降低後，進行冷卻等而回到常溫之狀態。
又，於第2形態之強化纖維帶材料中，強化纖維帶材料之層間及表層中存在的第4樹脂材料之賦予量，相對於強化纖維帶材料為100質量份者，較佳為0.1～20質量份之範圍。第4樹脂材料之賦予量小於0.1質量份時，難以藉由隔著第4樹脂材料接著第3樹脂材料而保持強化纖維帶材料之形狀。另一方面，第4樹脂材料之賦予量比20質量份更大時，由於第4樹脂材料之拘束強，故於使前述強化纖維帶材料變形為3次元形狀時，有難以追隨模具的形狀之可能性。不僅由於基質樹脂之黏度升高而流動性降低、生產性降低，而且在基質樹脂之流動需要長時間，基質樹脂之注入成形所需要的基質樹脂黏度會上升，發生未含浸，成形品之力學特性顯著地變差。特別地，第4樹脂材料之賦予量為2～15質量份之範圍時，由於帶對於模具的形狀追隨性為比較良好，且不阻礙樹脂注入時之含浸性，為更佳的態樣。
於第2形態之強化纖維帶材料中，重要的是第4樹脂材料之軟化點M4[℃]與第3樹脂材料之軟化點M3[℃]滿足下式。 M3＞M4+10 M3較佳為比M4+10更大，更佳為比M4+50更大，尤佳為比M4+90更大。M3為M4+10以下時，隔著第4樹脂材料接著第3樹脂材料時，由於加熱時的溫度不均等而第3樹脂材料會一部分軟化，結果在後續步驟的樹脂注入步驟中有強化纖維帶材料的面內含浸性降低之虞。
還有，第4樹脂材料之形狀係沒有特別的限定，只要具有基質樹脂透過性即可，可為粒子形狀、不織布形狀、薄膜、網目、乳液、塗層或捲繞於強化纖維股束的輔助紗，但從兩面散布容易之點來看，較佳為粒子形狀。
第3樹脂材料之形狀係沒有特別的限定，只要具有基質樹脂透過性即可，可為粒子形狀、不織布形狀、薄膜、網目、乳液、塗層或捲繞於強化纖維股束的輔助紗，但從後續步驟的樹脂注入步驟之面內含浸性優異來看，較佳為不織布形狀，不織布的纖維形態較佳為保持著不軟化・熔融。
圖5顯示構成第2形態之強化纖維帶材料300的強化纖維股束的厚度與寬度之說明圖。
於第2形態之強化纖維帶材料300中，強化纖維長絲係被上漿材等之集束材所集束，成為強化纖維股束301，但此強化纖維股束301不是被集束材所完全地固定形狀，於張力開放時亦有形態變化之情況。
此處，關於強化纖維股束301，重要的是相對於前述強化纖維股束301之中央部的厚度T2(μm)，剖面的寬度方向中之兩端部的厚度T1(μm)及T3(μm)皆為50～200%之範圍內。上限值更佳為小於150%。還有，圖5中，302表示第4樹脂材料，303表示第3樹脂材料。
由於相對於T2(μm)，T1(μm)及T3(μm)為200%以下，可抑制以纖維鋪放法所配置的強化纖維股束之寬度變化。這是因為當強化纖維股束之端部比中央部較極度地厚時，由於以纖維鋪放法將強化纖維股束推壓至模具上，端部係被推壓而擴大，但當相對於T2(μm)，T1(μm)及T3(μm)為200%以下時，可抑制端部的寬度擴大。藉由使用如此的強化纖維股束所成之帶，可確保成為樹脂含浸流路的股束間之間隙，可提高樹脂含浸時之生產性。相對於T2(μm)，T1(μm)及T3(μm)愈接近100%，該效果愈更顯著。
另一方面，相對於強化纖維股束中央部，強化纖維股束端部的厚度小時，以纖維鋪放法將由強化纖維股束所成的強化纖維帶材配置於模具上之際，強化纖維股束的中央部係被推壓，寬度方向中會全體地擴大，但相對於T2(μm)，T1(μm)及T3(μm)為50%以上時，強化纖維股束係在寬度方向全體中被推壓，由於分散荷重，可抑制寬度擴大。因此，重要的是其下限值大於50%，更佳為75%以上。
此處，當將與強化纖維股束之行進方向相同平面上之對於行進方向呈垂直方向之方向視為股束寬度方向時，強化纖維股束端部的厚度T1(μm)、T3(μm)係股束之寬度方向中的從各端部起1mm內側的部分之厚度。又，所謂的股束中央部厚度T2，就是指股束寬度方向之中央部分，亦即與左右之端部的距離相等的部分之厚度。
又，關於強化纖維股束301的寬度W[mm]與長絲數N[單位K]，重要的是4.8＜N/W＜12。下限值較佳為大於5.8，更佳為大於7.8。
N/W大於4.8時，若強化纖維股束之長絲數為固定，則可更減小股束寬度。此時，若以纖維鋪放法單向地排列強化纖維股束，則可一邊微細地調整相鄰的強化纖維股束之間隙(gap)，一邊配置。結果，可確保強化纖維股束彼此之間隙作為基質樹脂之流路，可使成形時的基質樹脂流動性成為容易。
另一方面，若強化纖維股束的股束寬度為固定，則可增加長絲數N。此時，可增大強化纖維股束經纖維鋪放法所單向地排列成之基材的每1層的單位面積重量，可縮短基材之積層所需要的時間，提高生產性。
N/W之值變大，其效果變更顯著。惟，N/W之值過大時，若強化纖維股束之長絲數為固定，則股束寬度會變過小，發生強化纖維股束之配置時間大幅增加之問題，若強化纖維股束的股束寬度為固定，則長絲數N會過度增加，基材的厚度之控制變困難，而且有基質樹脂向強化纖維股束內之含浸變困難之虞。從如此之觀點來看，N/W之上限值為12者係重要，較佳為小於10，更佳為小於8。
此處，強化纖維股束301的各厚度T1(μm)、T2(μm)、T3(μm)係如以下地測定。強化纖維帶材料係在以200～3000cN之範圍的一定張力被拉出之狀態下，賦予常溫硬化性的樹脂，使其含浸・硬化，保存該形態。藉由包埋所得之樣品，觀察剖面，可測定其端部及中央部的強化纖維股束厚度。
又，強化纖維股束301的寬度係如以下地測定。使用超高速・高精度尺寸測定器(例如，KEYENCE股份有限公司製LS-9500)，以200～3000cN之範圍的一定張力、2.5m/分鐘的一定速度，一邊捲出10m的強化纖維股束301，一邊計測股束寬度。股束寬度係指與強化纖維股束301之行進方向相同平面上之對於行進方向呈垂直方向的強化纖維股束301之外部尺寸(從一端部到另一端部為止之最大距離)。股束寬度係在每1秒計測，將所得之數據的平均值當作強化纖維股束寬度。
圖6係顯示第2形態之強化纖維帶材料的另一實施態樣。 強化纖維帶材料400係藉由在沿著一方向並排之複數的強化纖維股束401之兩面，第1樹脂402以軟化後固化之形態存在，且於強化纖維股束401之單面，第2樹脂403係隔著第1樹脂402以不軟化之狀態存在而形成。
強化纖維帶材料400較佳為藉由第3樹脂材料403，將複數條的強化纖維股束401互相地拘束・一體化者。再者，於構成強化纖維帶材料400之複數的強化纖維股束401(寬度：W)彼此之間，較佳為存在間隙。
強化纖維帶材料400係藉由包含複數的強化纖維股束401，互相地一體化，而強化纖維帶材之每單位長度的強化纖維長絲數及重量變大，可縮短以纖維鋪放法使強化纖維股束401並絲而成為基材所需要的時間，提高生產性。又，於構成強化纖維帶材料之複數的強化纖維股束401間具有間隙，以纖維鋪放法成為經單向排列的基材時，可確保基質樹脂之流路。另外，即使以纖維鋪放法將強化纖維帶材料無間隙地單向排列而成為基材時，也由於在強化纖維帶材料內，在所固定之複數的強化纖維股束401之間設有間隙，故可確保成形時的基質樹脂流動性。
接著，關於使用強化纖維帶材料之強化纖維積層體之例，使用圖7～圖9進行說明。於本發明中，藉由使用纖維鋪放法，形成平行地配置有強化纖維帶材料之基材，於不交織下疊合各基材，接著各基材之層間，可製作強化纖維積層體。
作為使用第1形態之強化纖維帶材料的強化纖維積層體之一實施態樣，例如於如圖7(A)所示之強化纖維股束3之單面配置第1樹脂材料1，於另一面配置第2樹脂材料2，將所成之強化纖維帶材料例如如同圖7(B)所示，以4個方向(基準方向0°與相對於基準方向0°而言90°、45°、-45°之合計個4方向)的配置角度進行積層，可構成強化纖維積層體501。
又，作為使用第2形態之強化纖維帶材料的強化纖維積層體之一實施態樣，例如於如圖8(A)所示之強化纖維股束3之兩面，配置第4樹脂材料5，於另一面配置第3樹脂材料4，將所成之強化纖維帶材料例如如同圖8(B)所示，以4個方向(基準方向0°與相對於基準方向0°而言90°、45°、-45°之合計4個方向)之配置角度進行積層，可構成強化纖維積層體502。
再者，如圖9所示，亦可構成如圖7(A)所示之第1形態的強化纖維帶材料與如圖8(A)所示之第2形態的強化纖維帶材料以任意的積層形態所積層之混合存在型的強化纖維積層體503。
由於採取此等之圖7～9中的任一構成，可隔著軟化點低的第2樹脂材料或第4樹脂材料而構成強化纖維積層體的強化纖維帶材料彼此予以安定地接著，而且由於軟化點高的第1樹脂材料或第3樹脂材料保持形態，可抑制強化纖維積層體之層間崩潰，抑制成形時的樹脂流路崩潰。
接著，說明製造本發明之強化纖維帶材料之方法，尤其製造第1形態之強化纖維帶材料之方法。
本發明之製造方法係具有具備1條或複數條的強化纖維股束之股束集合體的強化纖維帶材料之製造方法，尤其第1形態之強化纖維帶材料之製造方法，其具有以下之步驟： a)拉出強化纖維股束，將經調整成指定寬度者並排1條或複數條，形成股束集合體之步驟， b)於前述步驟a)中的前述股束集合體之至少單面，供給及配置第1樹脂材料，於一面供給及配置第2樹脂材料之步驟， c)藉由加熱強化纖維股束及所配置的第1樹脂材料、第2樹脂材料，對於前述強化纖維股束進行加壓，而對於前述強化纖維股束，第1樹脂材料係保留著形態而固著，第2樹脂材料係被熔融，使至少一部分含浸至前述強化纖維股束內之步驟， d)冷卻強化纖維帶材料，進行捲取之步驟。
圖10中顯示本發明之強化纖維帶材料之製造方法的實施中所用的強化纖維帶材料之製造裝置之一例。以寬度調整機構11將強化纖維股束3調整至指定的寬度，於其各面上配置第1樹脂材料1與第2樹脂材料2，一邊以設於上下的環繞之輸送帶16進行輸送，一邊依順序通過加熱部(加熱器)12、加壓部(夾輥)13、冷卻部14，以捲取裝置15捲取強化纖維帶材料17。
作為對於強化纖維股束，供給第1及第2樹脂材料之方法，可選擇：供給予預先織造或編織而形成不織布狀的樹脂材料之方法；切斷纖維狀的樹脂而進行散布之方法；噴吹粉末狀的樹脂之方法；將與溶劑混合成為漿體狀的樹脂通過輥或毛刷進行塗布後，使溶劑乾燥之方法；及藉由噴吹經熔融的樹脂之熔噴法等之進行供給之方法中的1者或組合此等之方法。
第1樹脂材料係保留著形態，固著到強化纖維股束，故容易確保注入成形時的基質樹脂流路。另一方面，第2樹脂材料係熔融，使至少一部分含浸至強化纖維股束內，強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此係藉由連續的樹脂而強固地固著一體，即使遭受配置步驟中面外方向之加壓力，也強化纖維股束寬度不易變化。
於前述b)之步驟中，前述第1或/及第2樹脂材料較佳為以包含事先形成之纖維狀的第1或/及第2樹脂材料之不織布的形態供給。
準備事先形成所欲形態的樹脂材料後，進行配置，可使配置於強化纖維股束表面的樹脂材料之品質(每單位面積的重量或纖維的密度、配置樣式等)的管理變容易。又，梭織物或針織物係相對地製作成本高，於抑制強化纖維帶材料之製造費用的意向中，亦希望不織布形態。
前述第1樹脂材料係可以包含第1樹脂材料的纖維方向為任意之不織布的形態供給，另一方面，第2樹脂材料係可以包含第2樹脂材料的具有規則的纖維配向之不織布的形態供給。
第1樹脂材料係玻璃轉移點或熔點比第2樹脂材料高，由於形態不(沒有)因配置時的加熱或加壓而實質地變化，著眼以確保注入成形時的基質樹脂流路為目的，或以使用能發揮高韌性的材質之樹脂而強化層間為目的，或以賦予導電性、難燃性等機能性為目的，選擇適合的材料，另外，於強化纖維帶材料的積層體及在其中注入樹脂而得之成形品中，由於有時目的之特性必須等向地・均勻地發揮，故構成不織布的樹脂纖維經任意地配置之形態為適合。
另一方面，第2樹脂材料係玻璃轉移點或熔點低，於與強化纖維股束一體化之際，一部分或大部分係含浸至強化纖維股束內。因此，即使熔融含浸至強化纖維股束內後，也維持基質樹脂透過性，故適合在配置於強化纖維股束之前的階段中，使用設有規則的纖維間之間隔的形態。 [實施例]
以實施例為基礎進行，說明本發明之第1形態的強化纖維帶材料。 ＜強化纖維股束＞ 使用東麗(股)製碳纖維束「T800SC-24K」。
＜強化纖維帶材料＞ (實施例1) 使用強化纖維帶材料製造裝置，對於從筒管(bobbin)邊將寬度調整至4.0mm寬邊拉出的碳纖維股束1條，如圖10所示，從單面投入作為第1樹脂材料1的不織布(聚醯胺樹脂製，熔點190℃)，從另一面投入作為第2樹脂材料2的不織布(聚醯胺樹脂製，熔點95℃)，一邊以夾入碳纖維束之方式配置，一邊使其通過經加熱至180℃的加熱部12與加壓部13(夾輥，加壓力：0.1MPa)，然後冷卻至40℃以下及捲取，得到不織布與碳纖維股束一體化之強化纖維帶材料。
從經捲取的筒管，再度以手工作業，切出長度約500mm的強化纖維帶材料，靜置於平板上，進行表面之觀察與寬度測定，結果作為第1樹脂材料1的不織布係以構成的纖維之形態保留之形式固著於強化纖維股束，另一方面，作為第2樹脂材料2的不織布係熔融而不保留纖維之形態，含浸至強化纖維股束內。又，強化纖維股束係保持與使不織布等一體化前相同的寬度。
於室溫下，對於平板，使用輥推壓該帶材料，結果寬度之變化為極少。一邊將強化纖維帶材料加熱至80℃，一邊對於平板，同樣地以輥推壓，結果強化纖維股束之寬度幾乎沒有變化，可對於平板貼附。
(實施例2) 除了使用強化纖維帶材料製造裝置，從筒管邊將寬度調整至4.0mm寬邊拉出碳纖維股束6條，一邊平行地將其打開0.3mm的間隙及並絲，一邊拉出以外，進行與實施例1同樣之作業，得到不織布與複數的碳纖維股束一體化之強化纖維帶材料。進行捲取後之表面觀察、寬度測定、室溫下及80℃下以輥對於平板推壓之試驗，結果得到與實施例1同樣之結果。
(比較例1) 從筒管以手工作業拉出的碳纖維股束，切出長度約500mm，靜置於平板上，測定寬度，結果寬度約8mm。於室溫下，對於平板，以輥推壓該股束，結果明顯地寬度擴大，成為約10mm。又，一邊加熱至80℃，一邊對於平板，同樣地以輥推壓，但未貼附於平板。
(比較例2) 使用強化纖維帶材料製造裝置，從筒管邊將寬度調整至4.0mm寬邊拉出碳纖維股束6束，一邊平行地將其打開0.3mm的間隙及並絲，一邊拉出碳纖維股束群，對於該碳纖維股束群，從單面投入作為第1樹脂材料1的不織布，使其通過經加熱至210℃的加壓部(夾輥，加壓力：0.1MPa)，然後冷卻及捲取，得到不織布與複數的碳纖維股束一體化之強化纖維帶材料。
進行捲取後之表面觀察、寬度測定、室溫下及80℃下以輥推壓之試驗，結果作為第1樹脂材料1的不織布係熔融而不保留纖維之形態，含浸至強化纖維股束內。又，強化纖維股束係保持與使作為第1樹脂材料1的不織布一體化前相同的寬度。對於平板以輥推壓，結果於室溫及80℃下皆未貼附。
(比較例3) 使用強化纖維帶材料製造裝置，從筒管邊將寬度調整至4.0mm寬邊拉出碳纖維股束6束，一邊平行地將其打開0.3mm的間隙及並絲，一邊拉出碳纖維股束群，對於該碳纖維股束群，從單面投入作為第1樹脂材料1的不織布，使其通過經加熱至180℃的加壓部(夾輥，加壓力：0.1MPa)，然後冷卻及捲取，得到不織布與複數的碳纖維股束一體化之強化纖維帶材料。
從經捲取的筒管，再度以手工作業，切出長度約500mm的強化纖維帶材料，結果作為第1樹脂材料1的不織布與強化纖維股束之大部分係不被固著，靜置於平板上，測定寬度時，散亂地分離，不成為一體化的帶材料。
(比較例4) 使用強化纖維帶材料製造裝置，從筒管邊將寬度調整至4.0mm寬邊拉出碳纖維股束6束，一邊平行地將其打開0.3mm的間隙及並絲，一邊拉出碳纖維股束群，對於該碳纖維股束群，從兩面投入作為第1樹脂材料1的不織布，使其通過經加熱至210℃的加壓部(夾輥，加壓力：0.1MPa，然後冷卻及捲取，得到不織布與複數的碳纖維股束一體化之強化纖維帶材料。捲取後的寬度測定結果係與比較例2同樣。
(比較例5) 使用強化纖維帶材料製造裝置，從筒管邊將寬度調整至4.0mm寬邊拉出碳纖維股束6束，一邊平行地將其打開0.3mm的間隙及並絲，一邊拉出碳纖維股束群，對於該碳纖維股束群，從單面投入作為第1樹脂材料1的不織布，從另一面噴吹黏結劑粒子(環氧樹脂，平均粒徑200μm，熔點80℃，未圖示)後，使其通過經加熱至180℃的加壓部(夾輥，加壓力：0.1MPa)，然後冷卻及捲取，得到單面的不織布與另一面的黏結劑粒子和複數的碳纖維股束一體化之強化纖維帶材料。
從經捲取的筒管，再度以手工作業，切出長度約500mm的強化纖維帶材料，靜置於平板上，進行表面之觀察與寬度測定，結果作為第1樹脂材料1的不織布係以構成的纖維之形態保留之形式固著於強化纖維股束，另一方面，黏結劑粒子係熔融而不保留粒子形態，含浸至強化纖維股束內。又，強化纖維股束係寬度比使不織布等一體化前擴大，並絲時所設置的間隙係被強化纖維所掩埋。
於室溫下，對於平板，使用輥推壓該帶材料，結果尤其寬度方向之最外側的強化纖維股束係擴大到6～7mm為止。再者，一邊將強化纖維帶材料加熱至80℃，一邊對於平板同樣地以輥推壓，結果雖然可見到向平板之貼附，但與室溫時同樣地，明顯地發生寬度變化。
＜片材及積層體＞ (實施例1) 從經捲取的筒管，再度以手工作業，切出長度約200mm的強化纖維帶材料，重複此及打開目標0.3mm的間隔，暫時固定於平板(工具)上，切出約300mm見方，在中央開有100mm見方的孔之薄膜之上，平行地並排，以膠帶固定，形成1層的採用約200mm×200mm的強化纖維帶材料之片。然後，於與第1層的纖維方向正交的方向中，從第1層的帶材料之上來形成第2層，更在正交的方向中(與第1層相同的方向中)形成第3層，重複而製作全部由35層所構成之積層體。將所得之積層體配置於成形用工具上，以背膜覆蓋，從背面側(背膜之內面側)一邊真空抽吸一邊將全體加熱至70℃。然後，從工具面側注入經加熱至70℃的樹脂，(以所謂VaRTM法進行成形)，結果樹脂係完全地含浸至厚度方向。
(實施例2) 從經捲取的筒管，再度以手工作業，切出長度約200mm的強化纖維帶材料，重複此及與實施例1同樣地形成積層體，與實施例1同樣地以VaRTM法進行成形，結果與實施例1同樣地，樹脂係完全地含浸至厚度方向。
(比較例1) 與實施例1同樣地，將從筒管拉出的碳纖維股束整齊排列・積層，以VaRTM法進行成形。樹脂係從注入側之面到達約第30層為止，但是樹脂未到達相反側之面，成為未含浸。又，於使碳纖維股束整齊排列之作業中，無法維持目標的纖維束間之間隙，在多數的地方看見間隙被掩埋或纖維束彼此重疊處。
(比較例2～5) 從經捲取的筒管，再度以手工作業，切出長度約200mm的強化纖維帶材料，重複此及與實施例1同樣地形成積層體，以VaRTM法進行成形，結果於比較例2及比較例4中，樹脂到達約第20層為止，但是樹脂未到達相反側之面，成為未含浸。於比較例3中，在切出強化纖維帶材料之際，無法保持不織布與強化纖維之一體性，放棄積層。於比較例5中，雖然與實施例1同樣地樹脂完全地含浸至厚度方向，但是含浸時間變成1.5倍之長。
彙總此等評價結果，如表1。
[表1] 強化纖維帶材料製作及評價結果
Figure 108127992-A0304-0001
 ○：可能・良好，△：可能但有些差，×：不行，無法達成
接著，以實施例為基礎，說明本發明之第2形態的強化纖維帶材料。
(實施例3) ＜強化纖維股束＞ 作為強化纖維股束，使用預先施有上漿處理之東麗股份有限公司製強化纖維「Torayca」(註冊商標)T800SC，強化纖維長絲數為24,000條(N=24K)。
＜強化纖維帶材料＞ 使用強化纖維帶材料製造裝置，從筒管拉出寬度W’=8mm、長絲數N[K]=24(N/W=3)之強化纖維股束，一邊調整厚度，一邊於不分切下使寬度變窄，得到W=4.0mm寬的碳纖維股束1束(長絲數N=24[K]，N/W=6，端部的厚度T1=332μm，中央的厚度T2=293μm，另一方之端部的厚度T3=320μm，端部與中央部的厚度之比率T1/T2=113%，及T3/T2=109%)。然後，將軟化點溫度80℃的加熱熔融樹脂粒子(平均粒徑：0.2mm)散布於強化纖維股束之兩面，進行熔融、冷卻，得到其形態經固定之強化纖維股束。
將3條的強化纖維股束，以在鄰接的強化纖維股束間各自設置0.2mm的間隙之方式，於寬度方向中平行地並絲後，將軟化點溫度200℃的不織布(材質：聚醯胺)配置於其單面，藉由以110℃加熱而使3條的強化纖維股束互相地拘束・一體化，得到強化纖維帶材料。
＜積層片基材＞ 使用未圖示的纖維鋪放裝置，於架台上，將強化纖維帶材料以在各自的帶間各自設有0.2mm的間隙之方式單向地並絲及配置，以成為1000mm×1000mm的正方形形狀之方式，一邊切斷強化纖維帶材料，一邊重複配置而製作基材，以各自之構成基材的強化纖維股束之配向方向正交之方式進行積層，接著各層間，而製作積層片基材。
＜強化纖維積層體＞ 以強化纖維積層體單位面積重量成為2.4kg/m2 之方式，積層複數的前述積層片基材，配置於C型的模具上後，以背膜與密封劑進行密閉，於減壓至真空之狀態下，在80℃的烘箱中加熱1小時。然後，從烘箱取出，將強化纖維積層體型冷卻到室溫後，釋壓而得到強化纖維積層體。所得之強化纖維積層體係不發生皺紋，賦形性良好。
＜纖維強化樹脂成形體＞ 於所得之強化纖維積層體上，積層樹脂擴散介質(鋁金屬網)，以平面狀的成形模具與背材，藉由使用密封劑進行密閉，而形成模腔，置入100℃的烘箱中。於強化纖維積層體之溫度到達100℃後，將經密閉的模腔減壓至真空，一邊將基質樹脂保持在100℃，一邊僅藉由與大氣壓力之差壓而注入。於樹脂含浸後，一邊繼續減壓，一邊升溫至180℃，放置2小時而使其硬化，脫模而得到FRP平板。所得之FRP平板不發生未含浸，含浸性良好。
(實施例4) ＜強化纖維股束＞ 使用與實施例3同樣之強化纖維股束。
＜強化纖維帶材料＞ 以與實施例3同等之方法，將軟化點溫度110℃的加熱熔融樹脂粒子(平均粒徑：0.2mm)散布於強化纖維股束之兩面，進行熔融、冷卻，得到其形態經固定之強化纖維股束。以於強化纖維股束間各自設置0.2mm的間隙之方式，平行於寬度方向，使用未圖示之不織布貼附裝置，並行地拉出3條的強化纖維股束，於將軟化點溫度180℃的不織布(材質：聚醯胺)抵接於其單面之狀態下，用不織布貼附裝置的積層機，在110℃加熱而使其拘束・一體化，得到強化纖維帶材料。
＜強化纖維積層體＞ 以強化纖維積層體單位面積重量成為2.4kg/m2 之方式，積層以與實施例3同等之方法所製作之複數的積層片基材，配置於C型的模具上後，以背膜與密封劑進行密閉，於減壓至真空之狀態下，在110℃的烘箱中加熱1小時。然後，從烘箱取出，將強化纖維積層體型冷卻到室溫後，釋壓而得到強化纖維積層體強化纖維積層體。所得之強化纖維積層體係不發生皺紋，賦形性良好。
＜纖維強化樹脂成形體＞ 於所得之強化纖維積層體上，積層樹脂擴散介質(鋁金屬網)，以平面狀的成形模具與背材，藉由使用密封劑進行密閉，而形成模腔，置入100℃的烘箱中。於強化纖維積層體之溫度到達100℃後，將經密閉的模腔減壓至真空，一邊將基質樹脂保持在100℃，一邊僅藉由與大氣壓力之差壓而注入。於樹脂含浸後，一邊繼續減壓，一邊升溫至180℃，放置2小時而使其硬化，脫模而得到FRP平板。所得之FRP平板不發生未含浸，含浸性良好。
(比較例6) ＜強化纖維股束＞ 作為強化纖維股束，使用預先施有上漿處理之東麗股份有限公司製強化纖維「Torayca」(註冊商標)T800SC，強化纖維長絲數為24,000條(N=24K)。
＜強化纖維帶材料＞ 使用未圖示之不織布貼附裝置，以於強化纖維股束間各自設置0.2mm的間隙之方式，平行地拉出3條寬度W=8mm、長絲數N[K]=24(N/W=3)的強化纖維股束，於將軟化點溫度180℃的不織布(材質：聚醯胺)抵接於其兩面之狀態下，用不織布貼附裝置的積層機，在180℃加熱而使其拘束・一體化，得到強化纖維帶材料。
＜強化纖維積層體・纖維強化樹脂成形體＞ 以強化纖維積層體單位面積重量成為2.4kg/m2 之方式，積層以與實施例3同等之方法所製作之複數的積層片基材，配置於C型的模具上後，於所得之強化纖維積層體上，積層樹脂擴散介質(鋁金屬網)，以平面狀的成形模具與背材，藉由使用密封劑進行密閉，而形成模腔，將經密閉的模腔減壓至真空。此時，在強化纖維積層體之一部分發生皺紋。然後，將強化纖維積層體置入100℃的烘箱中。於強化纖維積層體之溫度到達100℃後，一邊將基質樹脂保持在100℃，一邊僅藉由與大氣壓力之差壓而注入。於樹脂含浸後，一邊繼續減壓，一邊升溫至180℃，放置2小時而使其硬化，脫模而得到FRP平板。所得之FRP平板係一部分發生未含浸。
表2中彙總上述實施例3、4、比較例6之結果。
[表2]
Figure 108127992-A0304-0002
 賦形性：○為無賦形皺紋。△為一部分發生賦形皺紋。 含浸性：○為無未含浸。△為一部分發生未含浸。 [產業上利用之可能性]
本發明所得之強化纖維帶材料或使用其之強化纖維積層體，由於基質樹脂之含浸性優異，故尤其亦適合以航空機或汽車、船舶等為取向的大型構件或如風車葉片之一般產業用途的構件。
1:第1樹脂材料 2:第2樹脂材料 3:強化纖維股束 4:第3樹脂材料 5:第4樹脂材料 11:寬度調整機構 12:加熱部(加熱器) 13:加壓部(夾輥) 14:冷卻部 15:捲取裝置 16:輸送帶 17:強化纖維帶材料 101、102:強化纖維帶材料 300、400:強化纖維帶材料 301、401:強化纖維股束 302、402:第4樹脂材料 303、403:第3樹脂材料 501、502、503:強化纖維積層體
圖1係顯示本發明之第1形態的強化纖維帶材料之一實施態樣的概略剖面圖。 圖2係圖1之強化纖維帶材料的概略斜視圖。 圖3係顯示以複數條的強化纖維股束構成第1形態的強化纖維帶材料時之一例的概略斜視圖。 圖4係顯示本發明之第2形態的強化纖維帶材料之一實施態樣的概略斜視圖。 圖5係構成本發明之第2形態的強化纖維帶材料之強化纖維股束的厚度與寬度的說明圖。 圖6係顯示隔著第4樹脂材料，使不織布接著於構成本發明之第2形態的強化纖維帶材料之複數的強化纖維股束時之一例的概略斜視圖。 圖7係顯示本發明之第1形態的強化纖維帶材料之積層例的概略構成圖。 圖8係顯示本發明之第2形態的強化纖維帶材料之積層例的概略構成圖。 圖9係顯示本發明之第1、第2形態的強化纖維帶材料混合存在時之積層例的概略構成圖。 圖10係顯示本發明之強化纖維帶材料之製造方法的一實施態樣的概略構成圖。
1:第1樹脂材料
2:第2樹脂材料
3:強化纖維股束
101:強化纖維帶材料

Claims (18)

  1. 一種強化纖維帶材料，其係樹脂注入成形用之具有具備1條或複數條的強化纖維股束(strand)之股束集合體的強化纖維帶材料，其特徵為：該帶材料係藉由配置於前述股束集合體表面之至少單面的第1或第4樹脂材料及配置於一面之與第1或第4樹脂材料不同軟化點的第2或第3樹脂材料，將構成前述強化纖維股束的強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化而成者，第1或第4樹脂材料及第2或第3樹脂材料具有基質樹脂透過性。
  2. 如請求項1之強化纖維帶材料，其中在該股束集合體表面之僅單面配置該第1樹脂材料，在另一面配置該第2樹脂材料而成。
  3. 如請求項1之強化纖維帶材料，其中該第2樹脂材料之軟化點為40℃以上150℃以下。
  4. 如請求項1之強化纖維帶材料，其中該第1樹脂材料之軟化點M1(℃)與第2樹脂材料之軟化點M2(℃)之關係為以下之式所示者； M1≧M2+10(℃)。
  5. 如請求項1之強化纖維帶材料，其中該第1及第2樹脂材料係以包含纖維狀的第1或第2樹脂材料之不織布的形態，將強化纖維彼此或/及複數的強化纖維股束彼此互相地拘束・一體化。
  6. 如請求項1之強化纖維帶材料，其中於包含強化纖維經單向並行地並絲之強化纖維股束的該股束集合體之兩面，以軟化後固化之狀態具有軟化點為40℃以上200℃以下的加熱熔融性之第4樹脂材料，比該第4樹脂材料高軟化點之第3樹脂材料係隔著該第4樹脂材料接著於包含該強化纖維股束的該股束集合體之單面。
  7. 如請求項6之強化纖維帶材料，其中該第3樹脂材料之軟化點M3[℃]與第4樹脂材料之軟化點M4[℃]滿足下式： M3＞M4+10(℃)。
  8. 如請求項6之強化纖維帶材料，其中該第3樹脂材料係不織布形態，維持其纖維形態。
  9. 如請求項6之強化纖維帶材料，其中該第4樹脂材料係粒子形態。
  10. 如請求項6之強化纖維帶材料，其中相對於該強化纖維股束之中央部的厚度T2(μm)，該強化纖維股束之剖面的寬度方向中之兩端部的厚度T1(μm)及T3(μm)皆為50～200%之範圍內。
  11. 如請求項6之強化纖維帶材料，其中強化纖維股束之長絲數N[單位：K]及寬度W[mm]滿足4.8＜N/W＜12。
  12. 如請求項6之強化纖維帶材料，其中該強化纖維股束係複數條被單向並行地並絲。
  13. 如請求項6之強化纖維帶材料，其中於鄰接的強化纖維股束間設置間隙，與該強化纖維股束之長度方向平行地形成。
  14. 一種強化纖維積層體，其係排列、積層如請求項1至13中任一項之強化纖維帶材料，使其層間固著者。
  15. 一種纖維強化樹脂成形體，其係使基質樹脂含浸至如請求項14之強化纖維積層體及使該樹脂硬化者。
  16. 一種強化纖維帶材料之製造方法，其係具有具備1條或複數條的強化纖維股束之股束集合體的如請求項1至5中任一項之強化纖維帶材料之製造方法，具有以下之步驟： a)拉出強化纖維股束，將經調整成指定寬度者1條或並排複數條，形成股束集合體之步驟， b)於該步驟a)中的該股束集合體之至少單面，供給及配置第1樹脂材料，於一面供給及配置第2樹脂材料之步驟， c)藉由加熱強化纖維股束及所配置的第1樹脂材料、第2樹脂材料，對於該強化纖維股束進行加壓，而對於該強化纖維股束，第1樹脂材料係保留著形態而固著，第2樹脂材料係被熔融，使至少一部分含浸至該強化纖維股束內之步驟， d)冷卻強化纖維帶材料，進行捲取之步驟。
  17. 如請求項16之強化纖維帶材料之製造方法，其中於該步驟b)中，於該股束集合體之僅單面，供給及配置第1樹脂材料，於另一面，供給及配置第2樹脂材料。
  18. 如請求項16之強化纖維帶材料之製造方法，其中於該步驟b)中，前述第1或/及第2樹脂材料係以包含事先形成之纖維狀的第1或/及第2樹脂材料之不織布的形態供給。
TW108127992A 2018-08-09 2019-08-07 強化纖維帶材料及其製造方法、使用強化纖維帶材料之強化纖維積層體及纖維強化樹脂成形體 TW202019707A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018150760 2018-08-09
JP2018-150760 2018-08-09
JP2018150759 2018-08-09
JP2018-150759 2018-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202019707A true TW202019707A (zh) 2020-06-01

Family

ID=69414187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108127992A TW202019707A (zh) 2018-08-09 2019-08-07 強化纖維帶材料及其製造方法、使用強化纖維帶材料之強化纖維積層體及纖維強化樹脂成形體

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20210316483A1 (zh)
EP (2) EP4140710A1 (zh)
JP (1) JP7344472B2 (zh)
CN (1) CN112533753A (zh)
AU (1) AU2019316998A1 (zh)
BR (1) BR112021001319A2 (zh)
CA (1) CA3106232A1 (zh)
TW (1) TW202019707A (zh)
WO (1) WO2020031771A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7281304B2 (ja) * 2019-02-28 2023-05-25 宇部エクシモ株式会社 一方向性繊維強化複合材
WO2021199289A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 三菱重工業株式会社 ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5830095B2 (ja) 1975-07-31 1983-06-27 日本鋼管株式会社 カタコウノ サイテキセツダンホウホウ
JPS5851714B2 (ja) 1977-06-14 1983-11-17 日本電気株式会社 クランプ回路
JPS5854504B2 (ja) 1978-12-07 1983-12-05 松下電子工業株式会社 半導体装置
FR2663260B1 (fr) * 1990-06-14 1994-04-15 Atochem Materiau thermoplastique renforce estampable son procede de fabrication articles moules obtenus a partir de ce materiau.
US5496602A (en) * 1994-11-22 1996-03-05 Dow-United Technologies Composite Products, Inc. Low resin content unidirectional fiber tape
JPH10278184A (ja) * 1997-04-02 1998-10-20 Chisso Corp 連続繊維強化熱可塑性樹脂積層物およびその製造法
JP2007182065A (ja) * 2005-12-09 2007-07-19 Toray Ind Inc 多軸成形材料、プリフォーム、ｆｒｐおよびその製造方法
GB201008884D0 (en) 2010-05-27 2010-07-14 Hexcel Composites Ltd Improvements in composite materials
US10065393B2 (en) * 2006-03-25 2018-09-04 Hexcel Composites Limited Structured thermoplastic in composite interleaves
JP2009214371A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Toray Ind Inc 繊維強化複合材料の製造方法および繊維強化複合材料、一体化構造部材の製造方法および一体化構造部材
BRPI0920374B1 (pt) 2008-10-23 2019-10-22 Hexcel Reinforcements material intermediário destinado a ser associado a uma resina termoestável para a fabricação de peças compósitas
FR2939069B1 (fr) 2008-11-28 2013-03-01 Hexcel Reinforcements Nouveau materiau intermediaire de largeur constante pour la realisation de pieces composites par procede direct.
WO2010087811A1 (en) * 2009-01-27 2010-08-05 Milliken & Company Consolidated fibrous structure
FR2962933B1 (fr) 2010-07-22 2012-09-14 Hexcel Reinforcements Nouveau materiau intermediaire de renfort constitue d'un ensemble de fils voiles espaces
JP5851714B2 (ja) 2011-05-11 2016-02-03 帝人株式会社 繊維強化樹脂成形用材料
JP2014189013A (ja) 2013-03-28 2014-10-06 Du Pont-Toray Co Ltd 複合シート及びその製造方法
ES2712869T3 (es) * 2014-06-30 2019-05-16 Cytec Ind Inc Cinta fibrosa seca para fabricar una preforma
KR101614854B1 (ko) * 2014-07-29 2016-04-22 롯데케미칼 주식회사 연속 섬유 복합체 및 연속 섬유 복합체의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN112533753A (zh) 2021-03-19
BR112021001319A2 (pt) 2021-04-20
EP3835037A1 (en) 2021-06-16
US20210316483A1 (en) 2021-10-14
EP3835037A4 (en) 2022-05-04
JPWO2020031771A1 (ja) 2021-08-26
EP4140710A1 (en) 2023-03-01
CA3106232A1 (en) 2020-02-13
AU2019316998A1 (en) 2021-02-11
WO2020031771A1 (ja) 2020-02-13
JP7344472B2 (ja) 2023-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10322530B2 (en) Reinforced thermoplastic-resin multilayer sheet material
US8158245B2 (en) Thermoplastic composites and methods of making and using same
JP6721042B2 (ja) プリプレグシート、その製造方法、表皮材付き単位層、繊維強化複合材料成形品の製造方法、及び繊維強化複合材料成形品
US8192662B2 (en) Processes for producing perform and FRP
JP2007518608A (ja) 複合体材料のための安定化させ得るプリフォーム前駆体および安定化されたプリフォーム、並びにプリフォームを安定化させ嵩減らしを行う方法
JP7087337B2 (ja) 強化繊維基材、強化繊維積層体および繊維強化樹脂
TW202019707A (zh) 強化纖維帶材料及其製造方法、使用強化纖維帶材料之強化纖維積層體及纖維強化樹脂成形體
JP2007126793A (ja) 積層体の裁断方法とプリフォーム基材及びそれを用いたプリフォームの製造方法
JP2014062336A (ja) 繊維強化プラスチック用の半製品の製造方法
CN114616090B (zh) 碳纤维带材料、以及使用其的增强纤维层叠体及成型体
JP2005262818A (ja) 強化繊維基材、プリフォームおよび強化繊維基材の製造方法
JP7467840B2 (ja) 強化繊維基材、強化繊維積層体および繊維強化樹脂
JP7290107B2 (ja) ファイバープレイスメント用ドライテープ材料およびその製造方法、ならびにそれを用いた強化繊維積層体および繊維強化樹脂成形体
JP2006138031A (ja) 強化繊維基材、プリフォームおよびそれらの製造方法
JP2020029011A (ja) 強化繊維テープ材料およびそれにマトリックス樹脂を含浸・硬化させた繊維強化樹脂成形体
AU2010298260B2 (en) Thermoplastic composites and methods of making and using same
JP2003071958A (ja) 複合成形体およびその製造方法
JP2017113956A (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂の成形方法、及び成形品