TWI428376B - 預浸漬基材、積層基材、纖維強化塑膠、預浸漬基材之製法及纖維強化塑膠之製法 - Google Patents

預浸漬基材、積層基材、纖維強化塑膠、預浸漬基材之製法及纖維強化塑膠之製法 Download PDF

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TWI428376B
TWI428376B TW97103855A TW97103855A TWI428376B TW I428376 B TWI428376 B TW I428376B TW 97103855 A TW97103855 A TW 97103855A TW 97103855 A TW97103855 A TW 97103855A TW I428376 B TWI428376 B TW I428376B
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Ichiro Taketa
Narumichi Sato
Eisuke Wadahara
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Toray Industries
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Description

預浸漬基材、積層基材、纖維強化塑膠、預浸漬基材之製法及纖維強化塑膠之製法
本發明係有關於一種由多數根強化纖維及基質樹脂所構成的預浸漬基材。又，本發明係有關於一種積層基材，其複數片層積而成的強化纖維薄片的至少一部分係由本發明的預浸漬基材所構成。而且，本發明係有關於一種由本發明的積層基材所構成的纖維強化塑膠。而且，本發明係有關於一種本發明的預浸漬基材及本發明的纖維強化塑膠的製造方法。
本發明的預浸漬基材在成形纖維強化塑膠成形體時強化纖維具有伴隨著基質樹脂的流動之良好的流動性，結果，於具有所欲形狀的成形體之成形時，能夠帶來良好的成形追隨性。又，由至少一部分含有本發明的預浸漬基材之強化纖維薄片的積層體所成形的纖維強化塑膠成形體，具有能夠應用於各種結構材之優良的力學物性。在成形體之前述力學特性的不均勻性小，因此，成形體具有優良的尺寸安定性。本發明的纖維強化塑膠能夠適合使用於汽車組件、運動器材等。
由強化纖維及基質樹脂所構成的纖維強化塑膠，因為比強度、比彈性模數高，且力學特性優良，而且具有耐候性、耐藥品性等高功能特性，在產業用途受到注目，其需要年年增高。
具有高功能特性之纖維強化塑膠的成形法，有層積稱 為預浸漬物之使連續的強化纖維浸漬基質樹脂而成之半固化狀態的原料基材(預成形薄片)，並藉由高溫高壓釜加壓加熱來使基質樹脂固化，來成形纖維強化塑膠之高壓釜成形法。該高壓釜成形法被廣泛使用。
又，為了提升生產效率，纖維強化塑膠的成形法亦有一種RTM(樹脂轉注成形法；Resin Transfer Molding)成形法，係使預先賦形為組件形狀之由連續強化纖維所構成的原料基材(預成形體)浸漬基質樹脂，並使其固化而成。
藉由該等成形法所得到的纖維強化塑膠，因為強化纖維係連續的，所以具有優良的力學物性。又，因為連續纖維係有規則地配列，藉由所層積基材的配置，能夠以纖維強化塑膠係具有必要的力學物性的方式設計，所得到的纖維強化塑膠的力學物性的偏差亦小。但是，另一方面，因為係連續纖維，所以難以形成3維形狀等複雜的形狀，該等的成形法被限定使用於製造主要為接近平面形狀之組件。
適合成形具有3維形狀等複雜形狀的成形體之成形法，有SMC(薄片成形材料；Sheet Molding Compound)成形法。SMC成形法通常係藉由使切割成25毫米左右的強化纖維的短纖維浸漬作為基質樹脂之熱固性樹脂，並使用加熱型加壓機將半固化狀態的SMC薄片加熱加壓來進行成形。多半的情況係在加壓前將SMC薄片裁斷形比成形體的形狀小而配置於成形模上，並藉由加壓將被裁斷成比成形體的形狀小的SMC薄片拉伸(使其流動)來進行成形。因此，藉 由基質樹脂及被裁斷之多數強化纖維的流動，能夠得到追隨3維形狀等複雜形狀之成形追隨性。
但是，SMC成形法在製造SMC薄片之製程，因為必然性產生短纖維的分布不均、配向不均，所以成形體的力學物性低落、或是其值的偏差變大。而且，由於短纖維的分布不均、配向不均，特別是薄物的成形體會有容易生翹曲、縮孔狀凹斑等，致使不適合作為結構材用的成形體之情形。
為了消除上述材料的缺點，特開昭63－247012號公報、或是特開平9－254227號公報揭示一種預浸漬基材，對由連續纖維及熱塑性樹脂所構成的預浸漬薄片施加切槽，藉由將連續纖維分割，能夠使纖維流動且亦能夠減少所形成的成形體之力學物性的偏差。
但是，使用該具有切槽之預浸漬基材所成形的成形體，與依照SMC成形法所形成的成形體比較時，雖然能夠大幅度地提升力學特性，且減少其偏差，但是使用作為結構材時無法說是具有充分的強度。因為與連續纖維所形成的預浸漬基材比較時，其構成包含所謂切槽之缺陷，應力集中點之切槽，會有成為成形體破壞的起點，特別是會有拉伸強度、拉伸疲勞強度低落之問題。
鑒於先前技術的問題點，本發明的目的之一係提供一種預浸漬基材，該預浸漬基材在成形時強化纖維具有良好的流動性，及對具有複雜形狀的成形體具成形追隨性。本 發明的另外目的之一係提供一種強化纖維薄片的積層基材，該積層基材至少一部分含有本發明的預浸漬基材。本發明的另外目的之一係提供一種由本發明的積層基材所成形的纖維強化塑膠。又，本發明的另外目的係提供一種本發明的預浸漬基材的製造方法，及使用本發明的預浸漬基材之纖維強化塑膠的製造方法。
本發明的預浸漬基材係由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及黏附於該強化纖維的基質樹脂所構成之預浸漬基材，該預浸漬基材係在其全面具有多數根切槽(該等切槽具有橫過前述強化纖維的方向)，且實質上全部的前述強化纖維係被前述切槽分割，藉由該等切槽而被分割的各強化纖維段的長度L係10至100毫米，且前述預浸漬基材的厚度H為30至300微米，在前述預浸漬基材的前述強化纖維之纖維體積含有率Vf為45至65%。
在本發明的預浸漬基材，前述各切槽係由具有一定長度之切槽段所構成，使該切槽段在前述強化纖維配列方向投影時之前述切槽段在與前述強化纖維配列方向直角的方向之投影長度Ws為1至10毫米，且前述預浸漬基材的厚度H以30至150微米為佳。將本發明的預浸漬基材的該態樣稱為定長度切槽預浸漬基材。
在本發明的預浸漬基材，前述各切槽係由具有一定長度的切槽段所構成，且使該切槽段在前述強化纖維配列方向投影時之前述切槽段在與前述強化纖維配列方向直角的 方向之投影長度Ws以30微米至1.5毫米為佳。將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為定長切槽預浸漬基材。
在本發明的預浸漬基材，前述切槽段係配列於至少3根朝向相同方向之直線上，且至少形成3列的切槽列，並且鄰接之前述切槽列在前述強化纖維配列方向之間隔，互相以相等為佳。
在本發明的預浸漬基材，相對於與前述強化纖維配列方向直角的方向，前述切槽段以斜行配列為佳。將本發明的預浸漬基材之該態樣稱斜行切槽預浸漬基材。
在本發明的預浸漬基材，前述切槽段係從前述預浸漬基材的上面及下面各自往前預浸漬基材的厚度方向，以未貫穿前述預浸漬基材的方式設置，相對於前述預浸漬基材的厚度H，前述切槽段的切槽深度Hs為0.4H至0.6H，並且使前述上面的任意切槽段A與在強化纖維配列方向鄰接該切槽段A之前述上面的切槽段B之間隔為La時，該La為10至100毫米，且從前述切槽段A往前述切槽段B方向之在前記強化纖維配列方向之距離為0.4La至0.6La之位置，在前述下面之切槽段C係位於幾何中心，且位於前述上面的前述切槽段A與前述切槽段B之間之前述強化纖維的一部分係被前述上面的前述切槽段A及前述下面的前述切槽段C、或是被前述上面的前述切槽段B及前述下面的前述切槽段C所分割，同時在前述上面之切槽段的幾何形狀及/或在前述下面之切槽段的幾何形狀以彼此相同為佳。將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為兩面切槽預浸漬 基材。
在本發明的預浸漬基材，前述切槽段能夠以具有傾斜角度θ a並傾斜於前述預浸漬基材的厚度方向之方式設置，在任意的切槽段，使在前述預浸漬基材的上面之前述強化纖維的分割線的位置與在下面之分割線的位置之在前述強化纖維配列方向之距離為S時，由該距離S與前述預浸漬基材的厚度H並依據下式(式I)所求取的前述傾斜角度θ a以1至25°為佳，
將本發明之預浸漬基材的該態樣稱為傾斜切槽預浸漬基材。
在本發明之預浸漬基材，在前述預浸漬基材的表面，前述各切槽與前述強化纖維配列方向所構成的斜行角度θ b之絕對值以2至25°為佳。將本發明之預浸漬基材的該態樣稱為特定角度斜行切槽預浸漬基材。
在本發明之預浸漬基材，以前述各切槽係各自跨及前述預浸漬基材總寬度範圍且以連續為佳。將本發明之預浸漬基材的該態樣稱為特定角度斜行連續切槽預浸漬基材。
在本發明之預浸漬基材，前述各切槽係由具有一定長度的切槽段所構成，使該切槽段在前述強化纖維配列方向投影時之前述切槽段在與前述強化纖維配列方向直角的方向之投影長度Ws為30微米至100毫米，且在前述強化纖維配列方向之鄰接前述切槽段的幾何形狀以彼此相同為 佳。將本發明之預浸漬基材的該態樣稱為特定角度斜行定長度切槽預浸漬基材。
在本發明之預浸漬基材，前述各切槽係直線狀設置，且前述各強化纖維段的長度L以實質上相同為佳。將本發明之預浸漬基材的該態樣稱為直線斜行切槽預浸漬基材。
本發明的積層基材係層積複數片預浸漬基材(由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及黏附於該強化纖維的基質樹脂所構成)並整體化而成之積層基材，前述被層積的預浸漬基材之至少一部分係本發明的預浸漬基材，前述被層積的預浸漬基材之前述強化纖維配列方向係由至少彼此不同的2個方向所構成。
本發明的積層基材係層積複數片預浸漬基材(由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及黏附於該強化纖維的基質樹脂所構成)並整體化而成之積層基材，前述被層積的預浸漬基材之至少2片，係由互相鄰接之本發明的定長度切槽預浸漬基材所構成，並且該等鄰接2片預浸漬基材的前述強化纖維配列方向係彼此實質上相同，且前述鄰接2片預浸漬基材的前述切槽段在前述強化纖維配列方向之配列間隔係相同，且前述鄰接2片預浸漬基材之一方的預浸漬基材的前述切槽段的位置與另一方的預浸漬基材的前述切槽段的位置，係在前述強化纖維配列方向偏移。
本發明的纖維強化塑膠係由積層體及基質樹脂所構成，該積層體係由積層複數層實質上配列於一個方向的強化纖維所構成的強化纖維層，前述強化纖維層之至少2層 係以互相與前述強化纖維配列方向相異的狀態層積而成，且纖維體積含有率Vf為45至65%，由1層前述強化纖維層及該強化纖維層所附帶的前述基質樹脂所構成之纖維－樹脂層的至少1層纖維－樹脂層，係在該層的全面具有複數的切槽開口部，該切槽開口部係由未存在有前述強化纖維而存有前述基質樹脂或鄰接層的前述強化纖維之區域所構成，藉由該切槽開口部，前述強化纖維被分割，被分割後的強化纖維的強化纖維段的長度L為10至100毫米，且在前述切槽開口部的該層表面之表面積為該層的表面積的0.1至10%，該層的平均厚度Hc為15至300微米。
本發明的預浸漬基材之製造方法係由以下製程所構成，包含：準備預備預浸漬物之製程，係使多數根的強化纖維一致為一個方向並浸漬基質樹脂；及對前述預備預浸漬物施加切槽之製程，係將在輥外周面設置有螺旋狀的刀刃之旋轉刀刃輥壓住所準備的預備預浸漬物並切斷前述強化纖維。
本發明的纖維強化塑膠之製造方法係使用本發明積層基材，並以使成形模之前述積層基材的裝料率為50至95%的方式將前述積層基材加壓成形。
因為本發明的預浸漬基材係由多數根強化纖維段(在同方向配列而成且長度L為10至100毫米)及基質樹脂所構成，預浸漬基材的厚度H為30至300微米，且預浸漬基材的強化纖維纖維的體積含有率Vf為45至65%，使用該 預浸漬基材成形纖維強化塑膠時，隨著成形時之基質樹脂的流動，強化纖維段亦良好地流動。亦即，本發明之預浸漬基材的強化纖維，在成形纖維強化塑膠時，顯示良好的流動性。結果在成形複雜形狀的纖維強化塑膠時能夠帶來對成形形狀的良好追隨性。又，所成形的纖維強化塑膠具有優良的力學物性、偏差少的力學物性及優良的尺寸安定性。
為了得到一種在強化纖維塑膠的成形時，強化纖維具有好的流動性、對複雜的形狀具有成形追隨性，且所得到的纖維強化塑膠能夠顯現優良的力學、偏差少的力學物性及優良的尺寸安定性之預浸漬基材，作為預浸漬基材，本發明等專心研討，追究查明藉由在由一個方向一致而成的多數根強化纖維與基質樹脂所構成之稱為預浸漬基材之特定的基材，插入特定的切槽圖案，並將所得到的預浸漬基材按照必要與其他構成的基材一同層積作為積層體，並將所得到的積層體加壓成形，能夠一舉解決此種課題。
在本說明書所使用的預浸漬基材，除了在一個方向一致而成的多數根強化纖維薄片或其他的形態之多數根的強化纖維薄片的強化纖維間的間隙完全地浸漬基質樹脂而成的預浸漬基材以外，亦包含基質樹脂係由薄片狀的基質樹脂薄片所構成，且在形成薄片之樹脂未完全地浸漬於強化纖維間的間隙內之狀態，基質樹脂薄片與強化纖維整體化之樹脂半浸漬預浸漬基材。樹脂半浸漬預浸漬有時亦稱為 半預浸漬(semipreg)。
因為本發明的預浸漬基材係將多數根強化纖維在一個方向整齊一致而成，所以層積複數片預浸漬基材時，藉由配向控制積層基材間的纖維方向，能夠設計具有任意力學物性之成形體。又，在本說明書，只要未特別預先告知，在纖維或含有纖維之用語(例如，纖維方向)，纖維係表示強化纖維。
本發明的預浸漬基材係由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及黏附於該強化纖維的基質樹脂所構成之預浸漬基材，該預浸漬基材係在其全面具有多數根切槽(該等切槽具有橫過前述強化纖維的方向)，且實質上全部的前述強化纖維係被前述切槽分割，藉由該等切槽而被分割的各強化纖維段的長度L係10至100毫米，且前述預浸漬基材的厚度H為30至300微米，在前述預浸漬基材的前述強化纖維的纖維體積含有率Vf為45至65%。
在本發明的預浸漬基材之「實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維」所稱「實質上在一個方向」係意指注視任意纖維的某一部分時，在半徑為5毫米以內所存在的纖維群的90%以上的纖維，該任意纖維的某一部分所具有的某種基準線例如垂直線或水平線所構成的角度(纖維角度)係配向於±10°以內的狀態。
在本發明的預浸漬基材之「實質上全部的強化纖維被切槽分割」所稱「實質上全部的強化纖維」係意指未被切槽分割的連續纖維所配列的面積佔有預浸漬基材的面積比 率為5%以下。
關於本發明的預浸漬基材，所謂「配列而成的強化纖維」用語與「整齊一致而成的強化纖維」用語，兩者係同義。
第1圖係本發明的預浸漬基材的一例的部分擴大平面圖。在第1圖，預浸漬基材P1係由多數根的強化纖維F1及黏附於強化纖維F1之基質樹脂(圖示省略)所構成。多數根的強化纖維F1的長度方向(配列方向)在第1圖係垂直方向VD。多數根的強化纖維F實質上係配列於一個方向、亦即配列為垂直方向VD。與纖維F1的長度方向(配列方向)直角的方向，在第1圖係水平方向HD。
預浸漬基材P1係在其整面隔著間隔具有橫過強化纖維F1之多數根的切槽C1。藉由該等切槽C1，實質上全部的強化纖維F1在該等的長度方向(配列方向)被分割。在纖維的長度方向之相鄰的切槽，例如被切槽C1b與切槽C1d分割而成的纖維係形成強化纖維段。強化纖維段的長度L係在10至100毫米的範圍內選定。
預浸漬基材P1的厚度H(參照第5圖或第6圖)係在30至300微米的範圍選定。在預浸漬基材P1之強化纖維F1的纖維體積含有率Vf係在45至65%的範圍選定。
藉由使全部強化纖維段的長度L為100毫米以下，在將由預浸漬基材所構成的積層基材成形為纖維強化塑膠(成形品)時之成形時，纖維能夠流動、特別是能夠在纖維的長度方向流動。這在成形複雜形狀的成形品時，能夠帶 來良好的成形追隨性。切槽未存在時，亦即只有連續纖維時，因為纖維未在纖維的長度方向流動，所以無法成形複雜形狀的成形品。
若強化纖維段的長度L小於10毫米時，雖然能夠更提升纖維的流動性，此時，即便能夠滿足預浸漬基材的其他構成的必要條件，亦無法得到成形品、特別是作為結構材之必要的高力學特性。
鑒於流動性及成形品的力學特性的關係，強化纖維段的長度L以20至60毫米為佳。依照切槽位置，會有長度為小於10毫米的強化纖維段之情形，長度小於10毫米的強化纖維段以越少越佳。長度小於10毫米的強化纖維段經整齊一致而成的面積佔有預浸漬基材的面積的比率，以5%以下為佳。
預浸漬基材的厚度H大於300微米，雖然纖維亦能夠得到良好的流動性，但是另一方面，因為具有切槽，被切槽分割之預浸漬基材的厚度越大，成形品的強度有越降低的傾向。以將成形品應用於結構材為前提時，預浸漬基材的厚度H必須為300微米以下。特別是預浸漬基材的厚度H為150微米以下的情況，成形品的強度亦大幅度地提升。
即便預浸漬基材的厚度H小於30微米，雖然纖維亦能夠得保持流動性，且能夠得到高強度的成形品，但是穩定地製造極薄的預浸漬基材係非常困難的。為了以低成本製造預浸漬基材，預浸漬基材的厚度H以30微米以上為佳。鑒於成形品的力學特性與預浸漬基材的製造成本之關係， 預浸漬基材的厚度H以50至150微米為佳。
藉由使纖維體積含有率Vf為65%以下，纖維能夠得到充分的流動性。纖維體積含有率Vf越低，雖然纖維的流動性提升，但是纖維體積含有率Vf小於45%時，無法得到作為結構材所必要的高力學特性。鑒於流動性與成形品的力學特性之關係，纖維體積含有率Vf以55至60%為佳。
本發明的預浸漬基材之必要構成條件如上。
另一方面，在第1圖所示本發明的預浸漬基材之態樣，在預浸漬基材P1所設置之多數根切槽C1，在橫過強化纖維F1的方向並未連續，而是具有一定長度之多數根強化纖維段，例如，由切槽段C1b、C1d所形成。將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為定長度切槽預浸漬基材。
切槽段的長度係將強化纖維何種程度分割，亦即能夠以在預浸漬基材的面內將切槽投影於強化纖維配列方向(長度方向)時，在與強化纖維配向方向(長度方向)直角的方向之切槽段的投影長度Ws(在第1圖，係以符號12所示之長度)作為基準來檢討。在以下，有將該切槽段的投影長度Ws簡稱為切槽段長度Ws之情形。朝向與纖維配向性直角的方向之切槽段時，沿著切槽段之實際段長度係與切槽段長度Ws一致。
因切槽所生成之強化纖維群的切斷端部，例如C1bE、C1dE，於纖維強化塑膠中，施加負荷時會產生應力集中，成為破壞的起點之可能性高。因此，盡可能不分割強化纖維，在成品的強度上係有利的。切槽段長度Ws為10毫米 以下時，成形品的強度大幅度地提升，但是，切槽段長度Ws小於30微米時，切槽的控制困難，保障在預浸漬基材整面範圍強化纖維段的長度L為10至100毫米係有困難的。
亦即，若存在有未被切槽切斷的纖維時，成形時的纖維流動性顯著地下降，為了避免此種情形而在纖維的長度方向施加多一些切槽時，會有產生強化纖維段的長度L為小於10毫米的部位之問題。因此，切槽段長度Ws以1毫米以上為佳。切槽段長度Ws為1毫米以上的切槽亦有能夠藉由簡易的裝置來形成之優點。
相反地，若切槽段長度Ws大於10毫米時，不管其長度如何，成形品的強度大致會穩定地落於一定的值，這是意指若強化纖維群的切斷端部C1bE、C1dE大於一定長度以上時，破壞開始之負荷係大致同等。
切槽段長度Ws為1.5毫米以下時，成形品的強度提升顯著。從以上的考察，從能夠藉由簡易的裝置來插入切槽的觀點，切槽段長度Ws以1至10毫米為佳，另一方面，鑒於切槽控制的容易性及成形品的力學特性的關係，切槽段長度Ws以30微米至1.5毫米為佳，以50微米至1毫米為更佳。
接著，進而說明本發明的預浸漬基材的一個態樣之定長度切槽預浸漬基材P1。
在第1圖，在預浸漬基材P1上，設置有具有多數排列而成且一定長度的切槽C1。在纖維長度方向相鄰成對之上 側的切槽段C1b與下側的切槽段C1d之間，纖維F1被分割，藉由該間隔11，形成纖維長度L為10至100毫米的纖維段FS1。將該纖維長度L稱為稱為纖維段長度L。
第1圖的預浸漬基材P1之纖維段長度L及切槽段長度(投影長度)Ws係任一者都是一種類之態樣。在第1圖，由第1斷續的切槽所構成的切槽列CRa與由第3斷續的切槽所構成的切槽列CRc，係能夠藉由在纖維的長度方向平行移動纖維段的長度L的距離而重疊。又，由第2斷續的切槽所構成的切槽列CRb與由第4斷續的切槽所構成的切槽列CRd，係能夠藉由在纖維的長度方向平行移動纖維段的長度L的距離而重疊。
又，在第1、第2的切槽列CRa、CRb及第3、第4的切槽列CRc、CRd有互相切槽的纖維，存在有被切槽成為纖維段為長度L以下且由寬度13所構成的切槽重複部分CO1。亦即，配列於寬度13的範圍之纖維，係被切槽C1b及C1d所切斷，且在該等的中間亦被切槽C1c所切斷。投影於纖維的配列方向時，藉由切槽重複部分CO1的存在能夠穩定地製造纖維段的長度為100毫米以下的預浸漬基材。
第1圖的預浸漬基材P1具有2種類的切槽圖案，包含往右上斜行且具有一定長度之切槽C1b及往左上斜行且具有一定長度之切槽C1c。將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為斜行定長度切槽預浸漬基材。
其他6種不同形態的切槽圖案的例子，係第2圖(a)至 (f)所示。在第2圖，省略強化纖維配列的圖示，在第2圖之強化纖維的配列方向係上下方向(垂直方向)。又，若滿足上述的各條件時，切槽圖案係任何圖案都無妨。又，在第2圖的(a)、(b)或(c)所示之本發明的預浸漬基材，切槽段C2a、C2b、C2c的方向係與纖維的配列方向正交之態樣，將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為正交定長度切槽預浸漬基材。又，在第2圖的(d)、(e)或(f)所示之本發明的預浸漬基材，切槽段C2d、C2e、C2f的方向係與纖維的配列方向斜行之態樣，將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為斜行定長度切槽預浸漬基材。
本發明的預浸漬基材所使用的強化纖維可舉出例如阿拉米德纖維(Aramid fiber)、聚乙烯纖維、聚對伸苯基苯并二唑(PBO)纖維等的有機纖維、玻璃纖維、碳纖維、碳化矽纖維、氧化鋁纖維、基拉諾纖維(Tyranno fiber)、玄武岩纖維、陶瓷纖維等的無機纖維、不鏽鋼纖維或鋼纖維等的金屬纖維、此外有硼纖維、天然纖維、使用改性而成的天然纖維等作為纖維之強化纖維等。
其中，特別是碳纖維在此種強化纖維中，因為係輕量、且在比強度及比彈性模數方面具有特別優良的性質，而且耐熱性或耐藥品性亦優良，所以適合於要求輕量化之汽車板等組件。其中，因為能容易得到高強度的碳纖維，以PAN系碳纖維為佳。
本發明的預浸漬基材所使用的基質樹脂可舉出例如環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、酚樹脂、環氧丙 烯酸酯樹脂、丙烯酸胺基甲酸酯樹脂、苯氧樹脂、醇酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、順丁烯二醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等的熱固性樹脂、或聚醯胺、聚縮酸、聚丙烯酸酯、聚碸、ABS、聚酯、丙烯酸樹脂、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等的氟系樹脂及矽樹脂等的熱塑性樹脂。
其中，特別是使用熱固性樹脂為佳。藉由基質樹脂係熱固性樹脂，因為預浸漬基材在室溫具有膠黏性，在層積預浸漬基材時上下的預浸漬基材藉由黏著而整體化，能夠在保持如意圖的層結構狀態下進行成形。另一方面，將在室溫未具有膠黏性的熱塑性樹脂作為基質樹脂之預浸漬基材，層積預浸漬基材時因為預浸漬基材之間滑動，所以成形時積層構成會偏移掉，結果會有成為纖維的配向偏差大的纖維強化塑膠之情形。特別是以具有凹凸部的模具成形時，兩者呈現明顯的差異。
而且，使用熱固性樹脂作為基質樹脂之本發明的基質樹脂，因為在室溫具有優良的褶皺性，例如使用具有凹凸部之模具成形成形品時，能夠預先容易地進行沿著該凹凸之預賦形。藉由該預賦形亦能夠升成形性、且容易地控制纖維的流動。
本發明的預浸漬基材亦可黏附於帶狀的支撐體。藉由使用支撐體，插入有切槽之預浸漬基材即便全部的纖維被切槽所切斷，亦能夠保持其形態，在賦形時能夠避免因纖 維脫落而分散掉之問題。此時，基質樹脂以具有膠黏性之熱固性樹脂為更佳。
帶狀支撐體可舉出牛皮紙等的紙類或聚乙烯－聚丙烯等的聚合物薄膜類、鋁等的金屬箔類，而且，為了得到與樹脂之脫模性，在表面賦予矽系或“Teflon(特夫綸)”(註冊商標)系的脫模劑或金屬蒸鍍等亦可。
熱固性樹脂中以環氧樹脂或不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、酚樹脂、丙烯酸樹脂或該等的混合樹脂為更佳。該等樹脂的常溫(25℃)之樹脂黏度以1×106 Pa．s以下為佳，若在該範圍內時能夠得到具有希望膠黏性及褶皺性之預浸漬基材。其中，使用環氧樹脂作為基質樹脂、且使用碳纖維作為強化纖維之預浸漬基材，能夠在使用其所形成的成形體(強化纖維複合材料)帶來最優良的力學特性。
如此的基質樹脂，使熱固性樹脂依據DSC之發熱尖峰溫度為Tp時，前述熱固性樹脂在10分鐘以內硬化所得到的溫度T以(Tp－60)至(Tp＋20)為佳。在此，硬化所得到係指將含有熱固性樹脂之成形先質保持在某溫度下一定時間後，能夠在保持成形先質的形狀之狀態下取出。具體上的評價法係指對置於已加熱的加壓板上之內徑為31.7毫米、厚度為3.3毫米的聚四氟乙烯製O環中注入1.5毫米熱固性樹脂，並加熱加壓10分鐘來進行交聯反應後，能夠將樹脂試片取出而未變形之狀態。
前述熱固性樹脂在10分鐘以內硬化所得到的溫度T大於(Tp＋20)℃時，因樹脂的激烈反應會有在樹脂內部產生空 隙，並引起硬化不良之可能性，(Tp－60)℃時因為成形時須要花費時間升溫，為了限制成形條件，以在上述範圍為佳。又，依據DSC之發熱尖峰溫度Tp係以升溫速度10℃/分鐘的條件所測定的值。
顯現以上的硬化特性之熱固性樹脂可舉出至少具有環氧樹脂、硬化劑係胺系硬化劑、且硬化促進劑係在1分子中具有2個以上脲鍵之化合物。硬化促進劑具體上以2,4－甲苯雙(二甲基脲)或是4,4－亞甲雙(苯基二甲基脲)為佳。
為了製造具有本發明的切槽之預浸漬基材，對由原材料之強化纖維(在一個方向配列連續而成)及黏附於強化纖維之基質樹脂所構成的原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)施加切槽之方法，首先係製造預備預浸漬基材。於經製造預備預浸漬基材上，使用切割刀以手工作業或使用裁斷機來施加切槽之方法；或在製造一個方向整齊一致而成的連續纖維之預浸漬物製程中，使在規定位置配置有刀刃之旋轉輥，對正製造出來的預浸漬物連續地壓住，或是使預備預浸漬基材多層重疊，並以在規定位置配置有刀刃之模具來壓住切斷等方法。雖然在簡易地對預備預浸漬基材施加切槽時以前者為佳，但是考慮生產效率且大量地製造時，以後者為佳。
使用旋轉輥時，可以直接削切輥來設置規定的刀刃。又，將削切平板而在規定位置配置刀刃而成之薄片狀模具纏繞磁輥等而成之旋轉輥亦可。此時，施加相異的切槽用之刀刃的交換變容易。藉由使用此種旋轉輥，即便要求切 槽段長度Ws較小(具體上係即便1毫米以下)的預浸漬基材之情形，亦能夠在預備預浸漬物良好地形成切槽。
在預備預浸漬物形中施加切槽後，而且，亦可使用輥等使預浸漬基材熱壓黏著，並在切槽部填充樹脂，藉由使其熔融黏著來提升預浸漬基材的處理性。
預浸漬基材的切槽方向係如第2圖(d)、(e)或是(f)所示，切槽係以對與纖維的長度方向(在第2圖係垂直方向VD)直角的方向(在第2圖係水平方向HD)傾斜為佳。
工業上施加切槽時，欲對在纖維方向所供給的預備預浸漬基材，在纖維的長度方向直角的方向(在第2圖係水平方向HD)施行切槽時，必須一口氣地分割纖維，除了必須大的力量以外，刀刃的耐久性亦降低，又，因為纖維容易從與纖維方向正交的方向(在第2圖係水平方向HD)逃走，所以會增加纖維的切割殘餘。
另一方面，藉由使切槽從與纖維方向正交的方向(在第2圖係水平方向HD)傾斜，能夠減少平均刀刃單位長度之裁斷的纖維量，且能夠以較小的力量裁斷纖維，能夠提高刀刃的耐久性，且能夠減少纖維的切割殘餘。而且，藉由使切槽從與纖維方向正交的方向(在第2圖係水平方向HD)傾斜，相對於沿著切槽方向之切槽長度，能夠減少切槽段長度Ws，藉由減少被逐一的切槽所分割之纖維量，能夠預期提升成形品的強度。在與纖維方向正交的方向(在第2圖係水平方向HD)施加切槽時，為了減少切槽段長度Ws，以準備長度較短的刀刃為佳，但是從耐久性、加工性的觀點係 有困難的。
在本發明的預浸漬基材，切槽段係各自從預浸漬基材的上面及下面，往預浸漬基材的厚度方向，以未貫穿預浸漬基材(層)的方式設置，相對於預浸漬基材的厚度H，從切槽段在預浸漬基材的上面及下面的厚度方向之切槽深度Hs為0.4H至06H。使在上面的任意切槽段A與上面的切槽段B(在強化纖維的配列方向(纖維的長度方向)與該切槽段A鄰接)之間隔為La時，該間隔La為10至100毫米，且從切槽段A至切槽段B方向在強化纖維的配列方向之距離(移動量)為0.4La至0.6La之位置，在下面之切槽段C係位於幾何中心，且位於上面的切槽段A與切槽段B之間之強化纖維的一部分係被上面的切槽段A與下面的切槽段C、或上面的切槽段B與下面的切槽段C所分割，同時在上面之切槽段的幾何形狀及/或在下面之切槽段的幾何形狀係彼此相同為佳。將使本發明的預浸漬基材之該態樣稱為兩面切槽預浸漬基材。
切槽深度對成形品的強度有重大影響係如前面敘述，本發明者發現因為製造低成本且厚度薄的預浸漬基材有其界限，藉由在施加切槽階段，從上下面施行預浸漬基材厚度的大略一半深度的切槽，能夠大幅度地提升成形品的強度，同時能夠確保纖維的流動性。在此所稱「幾何中心」係指在其旋轉時一次力距為0之點。相對於切槽段S上的點X(在第1圖係以符號14表示)，幾何中心點G係具有下式(式II)所示之關係，
在至少預浸漬基材的上面內及下面內，各自切槽段的幾何形狀相同係意指在纖維的配列方向，被鄰接一組的切槽段分割的纖維在該組內，係全部的纖維段的長度都相等。以上面與下面的切槽段的幾何形狀亦相同為佳。
第5圖係兩面切槽預浸漬基材的一個例子的縱剖面概略圖。在第5圖，在兩面切槽預浸漬基材P5之強化纖維的配列方向係左右方向(水平方向)，預浸漬基材P5具有厚度H(在第5圖，以符號51表示垂直方向的長度)。兩面切槽預浸漬基材P5具有設置於上面之多數切槽C5U、及設置於下面之多數根切槽C5L。
在預浸漬基材P5的上面，相鄰的切槽段A、B係以間隔La(在第5圖係以符號52表示之水平方向長度)設置，且切槽段A、B係各自具有從上面往厚度方向之切槽深度Hs。另一方面，在預浸漬基材P5的下面設置切槽段C，該切槽段C具有從下面往厚度方向之切槽深度Hs。與切槽段C相鄰的切槽段，與切槽段A、B同樣地以間隔La設置。將鄰接之切槽段稱為一組的切槽段。
一組的切槽段的間隔La以全部相同為更佳。以下面的切槽C係位於從切槽段A往纖維的長度方向之距離(移動量)為0.5La的位置為更佳。
亦即，藉由控制切槽段來使切槽段的位置關係為等間隔，在各個切槽段之間的距離(在第5圖，係符號53所示之水平方向的距離)，亦即，藉由使上面的切槽段A與下面 的切槽段C在纖維的配列方向的距離及上面的切槽段B與下面的切槽段C在纖維的配列方向的距離成為最分離的狀態，能夠使在成形品因層間剝離而有可能成為重大缺陷之切槽段之間，最難連接在一起。
切槽深度Hs以0.5H為理想，能夠使缺陷的大小均等，能夠使含有之缺陷尺寸最小化，且能破壞開始負荷最低。但是，若存在有未被上面的切槽段或下面的切槽段分割之纖維時，纖維的流動性會顯著地降低。為了防止該流動性的降低，切槽深度Hs係以0.5H加上005H(在第5圖，係以符號CO5表示之重複部分)而成之程度，亦即以從上下面設置0.55H左右的切槽段為佳。藉此，能夠抑制成形品成形時之纖維的流動性降低，且能夠穩定地生產品質缺陷少的成形品。
在預浸漬基材從其上面及下面施加切槽之手段，有例如準備由連續的強化纖維(在一個方向配列而成)及基質樹脂(黏附於強化纖維而成)所構成的原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)，並將在規定位置配置刀刃而成之旋轉刀刃輥，從預備預浸漬基材的上面及下面兩面壓住，而在預浸漬基材的厚度方向以未貫穿預浸漬基材(層)的方式施加切槽之方法。
製造含有至少1層兩面切槽預浸漬基材之積層體，並使用所得到的積層體成形而成的纖維強化塑膠具有以下的特徵。
亦即，在來自兩面切槽預浸漬基材之切槽的正下方或 正上方，於阻止切槽打開的方向具有配列纖維而成的結構。因此，能夠抑制破壞從強化纖維被分割之切槽部分進展，或是使其減緩，結果能夠提升纖維強化塑膠的強度。
在本發明的預浸漬基材，切槽段係具有傾斜角度θ a並以對預浸漬基材的厚度方向傾斜的方式設置，在任意的切槽段，於預浸漬基材的上面之強化纖維的分割線位置與在下面之分割線位置，在強化纖維的配列方向之距離為S時，從距離S與預浸漬基材的厚度H並依照(式I)所求得的傾斜角度θ a以1至25°為佳，
將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為傾斜切槽預浸漬基材。
如前述，切槽深度對強度賦予重大影響，係因為在切槽位置傳達大量負荷之纖維被切斷，負荷傳達受到阻礙，致使應力集中的緣故。
因此，藉由施加對預浸漬基材厚度方向傾斜之切槽，來使被切斷的纖維束之間相互形成重疊的幾何形狀時，得知在被切斷的纖維束之間，藉由傾斜的切斷面能夠順利地傳達對纖維束作用之負荷。特別是切槽段的傾斜角度θ a為25°以下時，提升成形品的力學特性之效果顯著。另一方面，傾斜角度θ a小於1°時，設置傾斜的切槽變為非常困難。
在預浸漬基材之厚度方向形成傾斜的切槽之手段，雖 然亦有直接傾斜地施加切槽之方法，例如有準備使強化纖維一個方向一致而成的預備預浸漬基材，並在厚度方向貫穿層的方式施加切槽後，在使預備預浸漬基材加熱、軟化後的狀態，在上面與下面各自旋轉速度不同的夾輥壓住各自的上面，並藉由剪切力將強化纖維的分割面往厚度方向傾斜之方法。
第6圖係藉由後者的方法所製造之傾斜切槽預浸漬基材的一個例子之縱剖面概略圖。在第6圖，在傾斜切槽預浸漬基材P6之強化纖維的配列方向係左右方向(水平方向)，傾斜切槽預浸漬基材P6具有厚度H(在第6圖係以符號61所示垂直方向的長度)。
如第6圖所示，最初在預浸漬基材的厚度方向(垂直方向)之從上面到達下面所施加切槽之強化維的分割線(切槽線)，藉由上面與下面旋轉速度不同的夾輥所產生的剪切力，變化成為傾斜於預浸漬基材的厚度方向之強化纖維的分割線(切槽線)62。而且，該實際的分割線(切槽線)62的形係變為顫動形狀。亦即，分割線62(切槽C6)的形狀無法稱為直線。
權宜地，將傾斜切槽預浸漬基材6P之上面的切槽位置與在下面的切槽位置之在纖維配列方向(在第6圖係水平方向)的距離作為S(剪切距離S)(在第6圖符號63係水平方向的距離)，將通過傾斜切槽預浸漬基材6P的上面的切槽位置與下面的切槽位置之線作為分割線64。分割線64與預浸漬基材P6的上面之構成角度係切槽的傾斜角度θ a。剪 切距離S係預浸漬基材P6的全面之各切槽的剪切距離之平均值。使用剪切距離S及預浸漬基材P6的厚度H，並依據下式(I)來求取切槽的傾斜角度θ a，
又，在傾斜切槽預浸漬基材，剪切距離S以50微米至5毫米為佳。
製造含有至少1層傾斜切槽預浸漬基材之積層體，並使用所得到的積層體成形而成的纖維強化塑膠具有以下的特徵。
亦即，所形成的成形品具有強化纖維層，該強化纖維層為來自傾斜切槽預浸漬基材的強化纖維的切斷端係配列於對厚度方向傾斜的面。在該強化纖維層之強化纖維的切斷端分布係近似傾斜於第6圖的纖維束端部的厚度方向之分布。因為存在有此種強化纖維的切斷端的分布，在成形品之纖維束端部之間的負荷傳達效率變高，使來自切槽(強化纖維的切斷端)的破壞不容易產生。該效果特別是纖維束端部之間的位置較近時變為顯著。因此，在即便纖維不大流動亦具有成形追隨性之平穩的形狀時，特別是能夠顯現相當高的強度。
本發明的積層基材係層積複數片預浸漬基材(由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及黏附於該強化纖維的基質樹脂所構成)並整體化而成之積層基材，被層積的預浸漬基材之至少一部分係本發明的預浸漬基材，前 述被層積的預浸漬基材之前述強化纖維配列方向係由至少不同的2個方向所構成。
第3A圖係本發明的積層基材的一個例子之部分抽出平面圖。第3B圖係第3A圖之A－A箭視剖面圖。在第3A圖，積層基材LB1係4層之本發明的預浸漬基材P3a、P3b、P3c、P3d及一層未切槽的預浸漬基材31之混合積層體。4層的預浸漬基材P3a、P3b、P3c、P3d的強化纖維的配列方向依照該順序為45°、0°、－45°、90°。預浸漬基材P3a、P3b、P3c、P3d依照該順序具有多數根切槽段C3a、C3b、C3c、C3d。
本發明的積層基材可以是只有由複數片本發明的預浸漬基材層積而構成，亦可以是由至少1片本發明的預浸漬基材與作為纖維強化塑膠的成形用積層體之先前所使用的積層用基材所構成。
形成積層基材之只有一層係本發明的預浸漬基材時，在成形體的成形時伴隨著基質樹脂的流動之纖維的流動只會在與纖維的配列方向正交的方向(90°方向)產生。亦即，因為樹脂往90°方向流動係使纖維流動之原動力，藉由層積2層以上不同纖維的配列方向的預浸漬基材且其中至少1層係本發明的預浸漬基材，纖維的流動性才會良好地表現。
使本發明的預浸漬基材鄰接而層積，且因不得已的理由必須使兩者的纖維配列方向相同時，以使兩者的切槽不重疊的方式層積為佳。又，在層積之本發明的預浸漬基材的層間，層積樹脂薄膜等來提升纖維的流性亦佳。
在積層基材之不需要纖維流動的部位亦可以層積由連續纖維所構成的基材。此時，亦能夠提升該部位的力學特性。依照成形品的形狀，亦能夠層積無切槽之一個方向預浸漬基材與本發明的預浸漬基材而使用。例如，同樣剖面形狀的筒狀體時，在形狀未變化的方向，即便配置無切槽之一個方向預浸漬基材，在纖維的流動性亦沒有問題。
第4A圖及第4B圖係說明使用本發明的預浸漬基材時之纖維的流動機構之縱剖面圖。在第4A圖，係表示在成形下模41的表面載置纖維配列方向為90°的預浸漬基材P4x，並在其上面，載置具有纖維配列方向為0°的切槽之本發明的預浸漬基材P4a，且在其上面載置纖維配列方向為90°的預浸漬基材P4y而成之積層基材LB4。
從積層基材LB4的上面藉由成形上模(圖示省略)施加壓力42，來成形成形品。在該成形過程，如第4B圖所示，被壓力42壓出的樹脂係往預浸漬基材P4x及預浸漬基材P4y的纖維配列方向的90°方向形成樹脂流動43，隨著該流動，切槽C4所形成強化纖維的鄰接切斷端部的間隔打開，並形成間隙(開口部)44。
在每層之纖維的配列方向不同時，按照該配列方向產生每層的纖維流動方向、流動距離不同，因是藉由層間滑動，該變位差被吸收。亦即，即便纖維體積含有率Vf高達45至65%，因為本發明的積層基材係具有使樹脂偏在於層間之結構，所以能夠顯現纖維的高流動性。
SMC的情況，在無規地分散而成的短纖維之間，雖然 流動性不同且欲往互相不同的方向流動，但是因為纖維之間產生干擾而使流動困難，只能夠確保流動性至纖維體積含有率Vf至40%左右。
亦即，本發明的積層基材即便具有能夠提升成形品的力學特性之高纖維體積含有率Vf，亦具有能夠顯現纖維的高流動性之特徵。又，雖然成形時的樹脂黏度為1×104 Pa．s以下時，樹脂的流動性優良，但是小於001Pa．s時，因為從樹脂無法有效率地將力量傳達至纖維，會有不適合的情形。
本發明的積層基材以只有由本發明的預浸漬基材所構成，且在積層基材整體之強化纖維的配列以模擬等方向層積為佳。藉由只使用本發明的預浸漬基材，因為在層積時被截留的空氣容易通過切槽而往厚度方向脫氣，不容易產生空隙，所成形的成形品具有高力學特性。
其中，因為[＋45/0/－45/90]s 、[0/±60]s 之等方向的層積層能夠使成形品具有均等的物性、且能夠抑制成形品產生翹曲，乃是較佳。如前述，因為樹脂往90°方向流動係使纖維流動的原動力，依照鄰接層的纖維配向，纖維的流動情況不同，藉由模擬等方向層積使纖維的流動性成為等方向，因為纖維的流動性偏差較少，該積層基材可以說是用以製造強韌性(robustness)優良的成形品之良好的成形材料。
在本發明的積層基材，在纖維方向係實質上同一方向之鄰接層(積層基材係[＋45/0/－45/90]S 時為＋45°層之間、 0°層之間、－45層之間、90°層之間)，由兩層的多數根切槽段所構成的切槽段列之間隔係等間隔，且一方的層的預浸漬基材的切槽段相對於另一方的層的預浸漬基材的切槽段列，以對纖維的長度方向偏移而配置為佳。
將本發明的積層基材成形而得到的纖維強化塑膠，若主要負擔負荷的層之切槽之間連接時，會產生破壞。對纖維強化塑膠施加任意的負荷時，主要負擔負荷之層的組之纖維方向實質上係同一方向的層，避免使該等鄰接層之間的切槽產生連接，係有助於提高纖維強化塑膠的強度。
亦即，藉由將從積層基材的面外方向投影切槽時的切槽位置，與鄰接之同一配向的層錯開，能夠實現提高強度。使切槽列之間的間隔為X時，以鄰接同一配向層的切槽位置係在纖維的長度方向錯開0.5X之位置為更佳。因為藉此切槽之間的距離係形成最分離的狀態。特別是成為纖維強化塑膠時，配向於實際上負擔負荷的層，亦即，從負荷方向±10°的範圍內之纖維，藉由將纖維的長度方向錯開，能夠大幅度地提升強度。
第9圖係表示被層積之本發明的預浸漬基材在積層狀態下之各預浸漬基材的切槽圖案的一個例子之平面圖。在層積具有各式各樣纖維配列角之預浸漬基材而成的積層體，在成為纖維強化塑膠時，比較沿著負荷方向之層內的預浸漬基材α與存在於最接近該預浸漬基材α之相同纖維配向的層所構成的預浸漬基材β時，使預浸漬基材α內的切槽C9a所構成列的切槽C9Ra之間的間隔為X時，以在 錯開纖維F9的長度方向0.5X(在第9圖，係以符號91所示水平方向的長度)的位置，配置有預浸漬基材β的切槽C9b為佳。
又，纖維的配列方向定義為實質上同一方向之理由係容許積層時之配列方向的角度多少有偏差。實質上同一方向通常係指其角度的偏移為±10°以內。
本發明的纖維強化塑膠係藉由使本發明的積層基材硬化來製造。使其硬化的方法，亦即成形纖維強化塑膠之方法，可舉出加壓成形、高壓釜成形及薄片纏繞成形等。其中，考慮生產效率時以加壓成形為佳。
在本發明的積層基材，在只有層積本發明的積層基材而成的部位，藉由埋入金屬嵌入物並硬化、整體化，使其具備旋轉部等機構，能夠降低裝配成本。此時，藉由在金屬嵌入物的周圍設置複數凹部，流動的纖維進入凹部，且能夠容易地填充間隙，同在從成形溫度之溫度降低過程，藉由金屬與纖維的熱膨脹差異而具有鉚接作用，能夠使金屬嵌入物堅固地整體化。
本發明的預浸漬基材及使用其之本發明纖維強化塑膠的用途，有要求強度、剛性、輕量性之汽車用零件、高爾夫等的運動組件的球桿或桿頭、車門或座椅架等汽車組件、機器人手臂等機械零件。其中，以使用於除了強度、輕量以外，且組件形狀複雜並要求成形時的形狀追隨性之座椅板、座椅架等汽零件為佳。
接著，說明本發明的預浸漬基材之若干個其他態樣。 此等其他態樣的預浸漬基材亦是上列說明之本發明的積層基材及本發明的纖維強化塑膠的形成材料，能夠與上述已說明之本發明的預浸漬基材的各態樣同樣地使用。但是，在此等其他態樣的預浸漬基材之與上述已說明的本發明的預浸漬基材的各態樣不同之作用、效果，在以下之每個其他態樣的預浸漬基材說明。以邊考慮該等的作用、效果，邊使用該等預浸漬基材，來製造已說明之本發明的積層基材或本發明的纖維強化塑膠為佳。
在本發明的預浸漬基材，在預浸漬基材的表面，各切槽與強化纖維的配向方向所構成的斜行角度θ b的絕對值以2至25°為佳。將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為特定角度斜行預浸漬基材。
該特定角度斜行預浸漬基材係具備纖維段長度L為10至100毫米；預浸漬基材的厚度H為30至300微米；及纖維體積含有率Vf為45至65%之各必要條件。
本發明的預浸漬基材的一個態樣之特定角度斜行預浸漬基材的特徵係各切槽之沿著切槽之方向(切槽方向)與強化纖維的配列方向所構成的斜行角度θ b的絕對值為2至25°。
即便斜行角度θ b的絕對值大25°亦能夠得到纖維的流動性，與先前的SMC比較，能夠得到高力學特性的成形品。但是斜行角度θ b的絕對值為25°以下時，成形品的力學特性的提升顯著。
另一方面，即便斜行角度θ b的絕對值小於2°，纖維 的流動性及成形品的力學特性亦良好，但是欲將切槽穩定地施加於原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)變為困難。亦即，相對於纖維的配列方向切槽接近纖維的配列方向時，在施加切槽時纖維容易從刀刃逃走，且難以穩定地施加切槽。
又，為了使纖維段長度L為100毫米以下，斜行角度θ b的絕對值小於2°時，鄰接切槽之間的最短距離變為小於0.9毫米，特定角度斜行預浸漬基材缺乏生產穩定性。又，如此，鄰接切槽之間的距離變小時，會有特定角度斜行預浸漬基材在層積時的處理性變難之問題。鑒於切槽控制的容易性及力學特性之關係，斜行角度θ b的絕對值以5至15°為佳。
接著，使用第11圖至第14圖說明在特定角度斜行預浸漬基材之較佳切槽圖案的若干例子。
第11圖係特定角度斜行預浸漬基材的一個例子之平面概略圖。在第11圖，特定角度斜行預浸漬基材P11係由一個方向配列而成的多數根強化纖維F11、及黏附於強化纖維F11之基質樹脂(圖示省略)所構成。在第11圖，纖維F11的配列方向係垂直方向VD。預浸漬基材P11係在纖維F11的配列方向隔著間隔設置有多數根切槽C11。多數根切槽C11係各自連續的切槽。各切槽C11係以對纖維的配向方向具有斜行角度θ b(在第11圖，係以符號111所示之角度)的方式設定。將該態樣之本發明的預浸漬基材稱為特定角度斜行連續預浸漬基材。
第12圖亦係是特定角度斜行切槽預浸漬基材的其他的一個例子之平面概略圖。在第12圖，特定角度斜行預浸漬基材P12係由一個方向配列而成的多數根強化纖維F12、及黏附於強化纖維F12之基質樹脂(圖示省略)所構成。在第12圖，纖維F12的配列方向係垂直方向VD。預浸漬基材P12係在纖維F12的配列方向隔著間隔設置有多數根切槽C12。多數根切槽C12係各自具有一定長度之切槽。亦即，多數根切槽C12係由多數根切槽C12a、C12b所構成。將該態樣之本發明的預浸漬基材稱為特定角度斜行定長度預浸漬基材。
在第11圖及第12圖，在纖維的配列方向(長度方向)，藉由相鄰切槽(一組的切槽)，纖維F11、F12係實質地被分割成為纖維段。「實質地被分割」係意指在預浸漬基材P11、P12所含有的強化纖維F11、F12的根數之中，95%以上係被分割。在纖維的配列方向(長度方向)之相鄰的切槽，具有間隔112、122，該間隔112、122會有微差的情況，實質上係纖維段長度L。纖維段長度L為10至100毫米。預浸漬基材P11、P12的預浸漬基材厚度H為30至300微米。
在第11圖之切槽C11及第12圖之切槽C12的斜行角度θ b(在第11圖係以符號111表示，在第12圖係以符號121表示)的絕對值在預浸漬基材的全面係2至25°。
在第13圖，係與特定角度斜行定長度預浸漬基材不同的2種類定長度切槽預浸漬基材的平面圖。在第13圖，纖維的配列方向係垂直方向VD。第13圖(a)之預浸漬基材 P13a的切槽C13a的斜行角度θ b的絕對值為90°。第13圖(b)的預浸漬基材P13b的切槽C13b的斜行角度θ b的絕對值係大於25°。從此等預浸漬基材P13a、P13b，係無法製造從特定斜行定長度預浸漬基材得到的高強度成形品。
第14圖係特定斜行定長度預浸漬基材的平面圖。第14圖係具有5個不同切槽圖案之預浸漬基材P14a、P14b、P14c、P14d、P14e。在各預浸漬基材之強化纖維的配列方向，在第14圖係垂直方向VD。第14圖(a)的預浸漬基材P14a具有以等間隔配列而成的斜行連續的切槽圖案CP14a。各切槽圖案的形狀係直線。第14圖(b)的預浸漬基材P14b係具有以2種類間隔配列而成的斜行連續的切槽圖案CP14b。各切槽圖案的形狀係直線。第14圖(c)的預浸漬基材P14c係具有以等間隔配列而成的斜行連續的切槽圖案CP14c。各切槽的形狀係曲線(蛇行線)。第14圖(d)的預浸漬基材P14d係具有以等間隔配列、且在2種類不同方向斜行而成之斷續的切槽圖案CP14d。各切槽的形狀係直線。第14圖(e)的預浸漬基材P14e係具有以等間隔配列而成的斜行斷續的切槽圖案CP14e。各切槽的形狀係直線。
如第14圖(c)，切槽形狀係曲線亦無妨，但是因為容易控制纖維的流動性，如第14圖(a)、(b)、(d)、(e)，以直線為佳。又，被切槽分割的纖維段長度L係如第14圖(b)，未一定亦可，但若纖維段長度L在預浸漬基材全面係一定時，因為容易控制纖維的流動性，且能夠抑制在成形品的強度不均，乃是較佳。
直線係意指構成幾何學上的直線之一部分，只要不損害使纖維的流動性容易控制之效果，具有未構成幾何學上的直線之一部分的位置亦無妨，結果，在預浸漬基材的全面具有纖維段的長度L未一定的位置亦無妨。
如第11圖或第14圖(a)、(b)、(c)所示之預浸漬基材係特定角度斜行連續切槽預浸漬基材(態樣[1])的例子。係連續地被施加切槽之預浸漬基材。因為(態樣[1])的切槽圖案之切槽並非斷續的，不會造成切槽端部附近纖維的亂流動，在施加切槽的區域，能夠使全部的纖維段長度L為一定，能夠使纖維的流動性穩定。因為切槽係連續地施加，為了防止預浸漬基材在每個鄰接的切槽間變為分散之目的，藉由在預浸漬基材的周邊部設置切槽未連接的區域，或是藉無切槽薄片狀離型紙或薄膜等的支撐體把持，能夠提升特定角度斜行連續切槽預浸漬基材的處理性。
如第12圖或第14圖(d)、(e)所示之預浸漬基材係特定角度斜行連續切槽預浸漬基材(態樣[2])的例子。如第12圖所示，若是在切槽段長度Ws(在第12圖係以符號123所示之長度)為30微米至100微米之斷續的切槽C12係設置在預浸漬基材P12的全面，切槽C12a與鄰接切槽C12a的纖維長度方向之切槽C12b的幾何形狀相同時即可。
切槽段長度Ws小於30微米時，難以控制切槽，難以使纖維段長度L在跨及預浸漬基材的全面為10至100毫米。亦即若存在有未被切槽切斷的纖維時，纖維的流動性顯著地下降。另一方面，施加多一些切槽時，會有產生纖 維段長度L小於10毫米的部位之問題。
相反地，切槽段長度Ws大於10毫米時，成形品的強度大致會穩定地落於一定的值，亦即若纖維束端部大於一定長度以上時，破壞開始之負荷係大致同等。
第12圖的預浸漬基材P12係纖維段長度L及切槽段長度Ws任一者都是一種類的例子。此時，任一者的切槽C12(例如切槽C12a)亦有往纖維的配列方向平行移動之重疊的其他切槽C12(例如，C12b)。
藉由存在有比纖維段長度L(在纖維的配列方向被鄰接成對的切槽分割所形成)更短的纖維長度、且纖維被其他的切槽分割而成之寬度124，能夠穩定地製造纖維段長度L為100毫米以下的預浸漬基材P12。
態樣[2]的切槽圖案時，層積所得到的預浸漬基材時，因為切槽係斷續的緣故，預浸漬基材的處理性優良。在第14圖(d)、第14圖(e)，亦例示了與第12圖的切槽圖案CP12不同之其他的切槽圖案CP14d、CP14e，但是若滿足上述條件時，任何切槽圖案都無妨。
在態樣[2]，從力學特性的觀點，切槽段長度Ws以30微米至1.5毫米為佳。因為藉由斜行角度θ b的絕對值為2至25°，能夠降低相對於實際切槽長度之切槽段長度Ws(投影長度)，在工業上能夠穩定地設置切槽段長度Ws為1.5毫米以下之極小的切槽。
藉由降低切槽段長度Ws，被一個一個的切槽分割的纖維量減少，能夠預期提高成形品之強度。特別是藉由使切槽 段長度Ws為1.5毫米以下，能夠預期大幅度地提高成形品之強度。又，從製程性的觀點，較佳是藉由使切槽段長度Ws為1毫米至100毫米，能夠以簡易的裝置插入切槽。
接著，關於將使用本發明的積層基材之纖維強化塑膠成形時基質樹脂及纖維的流動，前述已使用第4A圖及第4B圖說明，在此，說明使用特定角度斜行連續切槽預浸漬基材(態樣[1])(本發明的預浸漬基材的一個態樣且先前已說明)的情況，及特定角度斜行連續切槽預浸漬基材(態樣[2])(同樣是本發明的預浸漬基材的一個態樣且先前已說明)的情況之纖維流動。
首先，在此之前，為了與本發明的預浸漬基材比較，使用第15A圖，說明層積在與第13圖(a)所示切槽的纖維配列方向所構成角度θ b的絕對值90°之預浸漬基材P15而成的積層體LB15的情形。第15A圖係積層體LB15的斜視圖。預浸漬基材P15的纖維F15的配列方向在第15A圖，係水平方向。預浸漬基材P15係在纖維的配列方向隔著間隔，具有多數根切槽段C15。第15B圖係第15A圖之A－A箭視剖面圖，預浸漬基材P15的一部分係如實線所示。
如第15A圖，預浸漬基材P15於纖維F15的配列方向，在全面具有垂直的切槽C15。切槽C15係在預浸漬基材P15的厚度方向從上面往下面貫穿。藉由使纖維段長度L為100毫米，能夠確保纖維的流動性，藉由加壓成形等能夠容易地從積層體LB15來得到面積伸長的纖維強化塑膠(但是，厚度減少)。
第15C圖係該面積伸長的纖維強化塑膠FP15的斜視圖。如第15C圖所示，使面積伸長的纖維強化塑膠FP15成形時，來自預浸漬基材P15之由多數根纖維段纖所構成的層(短纖維層)151係往纖維垂直方向伸長，同時生成纖維未存在的區域(切槽開口部)152。這是因為通常強化纖維在成形程度的壓力時不會伸長的緣故。
在第15C圖，依照短纖維151伸長的長度之程度，生成切槽開口部152。例如從面積250×250毫米的積層基材LB15，得到面積300×300毫米的纖維強化塑膠FP15，相對於面積300×300毫米的纖維強化塑膠FP15，切槽開口部152的總面積為50×300毫米，亦1/6(約16.7%)係切槽開口部152。
第15D圖係第15C圖之A－A箭視剖面圖，將所形成的切槽開口部152及其附近以實線描繪。在第15D圖，鄰接層153侵入而來，大略三角形的樹脂富部154及鄰接層153被侵入的區域155佔據。因此，將使用預浸漬基材P15而之積層基材LB15伸長而成形時，在纖維束端部156產生層的彎曲部157或樹脂富部154，這對成形品造成力學特性降低或表面品降低之影響。
又，在存在有纖維的部位及未存在的部位之剛性不同，而成為面內異方向性纖維強化塑膠FP15，因為翹曲的問題致使設計困難。又，在強度的面，朝向自負荷方向±10°以下左右的纖維係傳達大部分的負荷，但是纖維束端部156必須對鄰接層153再分配負荷。此時，如第15D圖所示， 纖維束端部156若與負荷方向垂直時容易產生應力集中，亦容易產生剝離。無法過於期待提升成形品的強度。
接著，使用第16A圖，來說明層積本發明的特定角度斜行連續切槽預浸漬基材(態樣[1])而成的積層體LB16的情況。第16A圖係積層體LB16的斜視圖。預浸漬基材P16的纖維F16的配列方向在第16A圖係水平方向。預浸漬基材P16係在纖維的配列方向隔著間隔具有在纖維的配列方向斜行的多數根連續切槽C16。切槽C16的斜行角度θ b的絕對值為2°以上、25°以下。第16B圖係在第16A圖之A－A箭視剖面圖，預浸漬基材P16的一部分係由實線表示。
如第16A圖所，預浸漬基材P16在全面設置有與纖維F16斜行角度θ b的絕對值為25°以下的連續切槽C16，切槽C16係貫穿層的厚度方向。藉由使纖維段長度L為100毫米以下，能夠確保纖維的流動性，藉由加壓成形等能夠容易地藉由積層體LB16來得到面積伸長的纖維強化塑膠(但是，厚度降低)。
第16C圖係該面積伸長的纖維強化塑膠FP16的斜視圖。如第16C圖所示，在成形伸長的纖維強化塑膠FP16時，由來自預浸漬基材P16的多數根纖維段所構成的層(短纖維層)161係在纖維垂直方向伸長，同時纖維F16本身係旋轉(在第16C圖係以符號162表示)來找尋伸長區域的面積，實質上未生成第15C圖所示之在纖維未存在的區域(切槽開口部)152，即使生成類似切槽開口部的部分，在層的 表面，該部分的面積係層的表面積的0.1至10%的範圍內。
因此，觀察如第16D圖所示之在第16C圖之A－A箭視剖面圖亦可得知，在相當於第15C圖所開口部152之部位，沒有鄰接層163侵入，能夠得到無層的彎曲或無樹脂富部之高強度且品質高的纖維強化塑膠FP16。
因為在偏及成形品的纖維層的面內整體配置有纖維F16，所以面內不會產生剛性差，且設計亦與先前的連續纖維強化塑膠同樣地簡易。該纖維旋轉而伸長，得到無層彎曲的纖維強化塑膠之所謂劃時代的效果，係切槽與強化纖維所構成的斜行角度θ b的絕對值25°以下且切槽係連續施加才能夠得到。
又，在成形品的強度方向，與前述同樣地，注目於朝向從負荷方向±10°以下左右之纖維時，如第16D圖所示，得知纖維束端部165相對於負荷方向躺臥著的樣子。因為纖維束端部165係對層厚度方向斜傾，所以負荷的傳達順利，不容易從纖維束端部165產生剝離。因此，與第15A圖的積層體LB15比較，在使用第16A圖之本發明的積層體LB16所成形的成形品能夠預期格外地提升強度。
該纖維束端部165對層厚度方向傾斜係因為認為上述的纖維在旋轉時，藉由上面與下面的摩擦，從上面至下面之纖維F16的旋轉162能夠順利地分布，因此，在層厚度方向產生纖維F16的存在分布，而使纖維束端部165對層厚度方向傾斜。在此種纖維強化塑膠FP16的層內形成對層厚度方向傾斜之纖維束端部，得到顯像液提升強度之所謂 劃時代的效果，係切槽C16與纖維F16所構成的斜行角度θ b的絕對值25°以下且才能夠得到。
接著，使用第17A圖，來說明層積本發明的特定角度斜行定長度切槽預浸漬基材(態樣[2])而成的積層體LB17的情況。第17A圖係積層體F17的斜視圖。預浸漬基材P17的纖維F17的配列方向在第17A圖係水平方向。預浸漬基材P17係在纖維的配列方向隔著間隔，具有斜行於纖維的配列方向而成之多數根具有一定長度之切槽段C17。切槽段C17的斜行角度θ b的絕對值為2°以上、25°以下。
如第17A圖所示，預浸漬基材P17係在全面設置有與纖維F17所構成的斜行角度θ b的絕對值為25°以下之斷續切槽段C17，切槽段C17係實際上貫穿層的厚度方向。藉由使切槽段的實際長度、切槽的斜行角度θ b較小，能夠使切槽段的長度(投影長度)Ws為1.5毫米以下。藉由切槽段C17，並藉由在預浸漬基材P17全面使纖維段長度L為100毫米以下，能夠確保纖維的流動性，藉由加壓成形等，能夠容易地從積層體LB17得到面積伸長的纖維強化塑膠。
第17B圖係該面積伸長的纖維強化塑膠FP17的斜視圖。
如第17B圖，成形伸長的纖維強化塑膠FP17時，由來自預浸漬基材P17之多數根切槽段所構成的層(短纖維層)171，因為在纖維垂直方向時，在纖維方向纖維未伸長，所以雖然生成了未存在纖維的區域(切槽開口部)172，但是 因為鄰接的短纖維係流動於纖維的垂直方向，而填埋切槽開口部172，致使切槽開口部172的面積減小。
該傾向，特別是使切槽段的長度(投影長度)Ws為1.5毫米以下時變為顯著，實質上未生成切槽開口部172，即使生成了類似切槽開口部的部分，在層的表面，該部分的面積係層的表面積的0.1至10%的範圍內。因此，在厚度方向無鄰接層侵入，能夠得到無層的彎曲或無樹脂富部之高強度且品質高的纖維強化塑膠FP17。
因為在遍及成形品的纖維層的面內整體配置有纖維F17，所以面內不會產生剛性差，且設計亦與先前的連續纖維強化塑膠同樣地能夠簡易地應用。藉由纖維垂直方向的流動來填埋該切槽開口部，得到無層彎曲的纖維強化塑膠之所謂劃時代的效果，係藉由使切槽與強化纖維所構成的斜行角度θ b的絕對值25°以下且切槽段長度(投影長度)Ws為1.5毫米以下，才能夠得到。更佳是藉由使切槽段長度(投影長度)Ws為1毫米以下，能夠得到更高強度、高品質的成形品。
更佳是，使在纖維強化塑膠的最外層之切槽開口部的面積實質上為0為佳。又，切槽開口部的面積「實質上為0」係指未存在有開口部為佳，但是在纖維強化塑膠的最外層之切槽開口部的面積為纖維強化塑膠的表面積的1%以下亦無妨。
與纖維所構成的斜行角度θ b的絕對值係大於25°時，因為在樹脂富部或該層沒有纖維的區域，亦即鄰接層 之強化纖維露出的區域係生成於最外層，此種成形品難以使用作為外板構件。另一方面，因為本發明的纖維強化塑膠難以生成樹脂富部或沒有纖維的區域，所以亦能夠將其使用作為外板構件。
為了得到本發明的預浸漬基材，在原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)施加切槽之方法係如前面的說明，接著，使用圖面來說明具體的一個例子。
第18圖係為了形成切槽所使用較佳旋轉刀刃輥而成的切槽形成裝置的一個例子的斜視圖。在第18圖，切槽形成裝置CA18係具有旋轉刀刃輥181。旋轉刀刃輥181係柱狀體，在其外周面形成有螺旋狀的刀刃182。旋轉刀刃輥181係安裝於以能夠旋轉的方式被支撐於機台(圖示省略)，並在箭號183的方向旋轉。在旋轉刀刃輥181下側，設置有預浸漬基材移動構件(圖示省略)用以支撐預浸漬基材，同時使其在箭號184方向移動。被施行切槽加工的原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)RP18藉由預浸漬基材移動構件被送至旋轉刀刃輥181的下側，藉由旋轉的旋轉刀刃輥181的螺旋狀刀刃182，在原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)RP18形成切槽C18，能夠製造本發明的預浸漬基材P18。
螺旋狀的刀刃182可以是連續的刀刃，亦可以是斷續的刀刃。使用連續的刀刃時，能夠製造如第11圖所示之連續的切槽。使用斷續的刀刃，能夠製造如第12圖所示之具有連續的切槽之預浸漬基材。
使用第19A圖及第19B圖來說明其他的切槽形成裝置之中的二個例子。此等係在製造纖維在斜向整齊一致而成的原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)後，在原料預浸漬基材的長度方向或寬度方向插入切槽。
第19A圖係切槽形成裝置CA19A的平面概略圖。在第19A圖，在切槽形成裝置CA19A裝備有：移動頭194A，係用以將預定形成的原料預浸漬基材RP19A從長度方向192a移動至2至25°的傾斜方向；壓切刀刃195A，係用以壓住裝置的長度方向192a的一端部；及端部處理用旋轉刀刃196，係用以在裝置的寬度方向193a的側端部修剪原料預浸漬基材RP19A的端部。
藉由移動頭194A，在裝置CA19A的預浸漬基材載置面(圖示省略)上，載置一定長度或是連續的原料預浸漬基材，或是浸漬基質樹脂而成的強化纖維束。藉此，來準備原料預浸漬基材RP19A。在所準備的原料預浸漬基材RP19A之強化纖維F19A的配列方向，係從原料預浸漬基材RP19A的長度方向192a傾斜2至25°。
接著，在所準備的原料預浸漬基材RP19A，藉由壓切刀刃195A，來形成切槽。因為在原料預浸漬基材RP19A的長度方向192a，隔著間隔形成有多數根的切槽，原料預浸漬基材RP19A能夠往箭號197A的方向移動。藉此，能夠製造本發明的預浸漬基材。原料預浸漬基材RP19A的側端部能夠按照必要使用端部處理用的旋轉刀刃196來加以修剪。亦可以使用附帶裁斷刀的旋轉輥來代替壓切刀刃 195A。
第19B圖係切槽形成裝置CA19B的平面概略圖。在第19B圖，在切槽形成裝置CA19B裝備有：移動頭194B，係用以將預定形成的原料預浸漬基材RP19B從寬度方向192b移動至2至25°的傾斜方向；及旋轉刀刃195B，係位於裝置CA19B的寬度方向193b的一端部。
藉由移動頭194B，在裝置CA19B的基材載置(圖示省略)上，載置有一定長度或是連續的原料預浸漬基材，或是浸漬基質樹脂而成的強化纖維束。藉此，來準備原料預浸漬基材RP19B。在所準備的原料預浸漬基材RP19B之強化材F19B的配列方向，係從原料預浸漬基材RP19B的寬度方向193b傾斜2至25°。
接著，在所準備的原料預浸漬基材RP19B，藉由往原料預浸漬基材RP19B的寬度方向193b移動之旋轉刀刃195B，能夠形成切槽。因為在原料預浸漬基材RP19B的長度方向192b隔著間隔形成有多數根的切槽，能夠將原料預浸漬基材RP19B往箭號197B的方向移動。藉此，能夠製造本發明的預浸漬基材。
亦可藉由輥熱壓黏著所製造之本發明的預浸漬基材，並藉由在切槽部填充並其熔融黏著，來提升預浸漬基材的處理性。
在本發明的積層基材，以層積2層本發明的預浸漬基材並使上層的任意切槽與交叉的下層切槽的交叉角度(絕對值)為4至90°的範圍內為佳。
第20圖係該態樣的積層基材之平面圖。在第20圖，積層基材LB20係層積2層本發明的預浸漬基材P20a、P20b而形成。上層的任意切槽C20a(實線所示)與交叉之下層的切槽C20b(虛線所示)所構成的交叉角度(絕對值)為4至90°的範圍內。
本發明的特定角度斜行切槽預浸漬基材相對於纖維之切槽的斜行角度θ b的絕對值為25°以下，因為纖維段長度L必須是100毫米以下，所以單位幾何性單位面積的切槽量變多。因此，因為預浸漬基材在纖所到位置被分割，致使處理性差。
特別是切槽係連續施加時，預浸漬基材的處理性顯著降低。因此，藉由預先一體地層積2層切槽的斜行角度θ b不相同的預浸漬基材，能夠格外地提升多層層積時預浸漬基材的處理性。層積3層以上亦可，但是因為厚度增大，褶皺性降低，以將2層整體化而成的預浸漬基材作為一個單元為佳。
將2層整體化而成的預浸漬基材之上層與下層的組合，若上層與下層之切槽的交叉角度(絕對值)為4至90°時，可以是任何纖維配向的預浸漬基材之組合，例如45°與－45°、0°與90°、0°與0°等組合。
在本發明的預浸漬基材的一個態樣之特定角度斜行切槽預浸漬基材，首先亦可採用前面使用第5圖已說明的兩面切槽預浸漬基材的形態。將本發明的預浸漬基材之該態樣稱為特定角度斜行－兩面切槽預浸漬基材。
第21圖係特定角度斜行－兩面切槽預浸漬基材的一個例子的縱剖面圖。在第21圖，在特定角度斜行－兩面切槽預浸漬基材之纖維的配列方向，係水平方向。預浸漬基材P21，具有從上面的切槽C21U及從下面的切槽C21L，各自切槽C21U、C21L係以未貫穿預浸漬基材P21的厚度方向(在第21圖係垂直方向)。切槽C21U、C21L的切槽深度Hs相對於預浸漬基材P21的厚度H(在第21圖係符號211所示之長度)為0.4H至0.6H的範圍內，且上面的切槽與下面的切槽在往纖維的長度方向看時，具有重複的部分CO21。該重複部分CO21的預浸漬基材的厚度方向長度係在0.01H至0.1H的範圍內。
而且，將上面的任意切槽C21U的斜行角度θ b作為斜行角度θ c，並將與該切槽C21U交叉之下面切槽C21L的斜行角度θ b作為斜行角度θ d時，θ d的值以－θ c為佳。切槽的深度Hs越深時，成形品的強度有下降的傾向，但是能夠低成本地製造預浸漬基材的薄度係有具限度。
相對地，得知在施加切槽的階段，藉由從上下面施加預浸漬基材的厚度的大略一半的深度之切槽，能夠大幅度地提升成形品的強度，同時能夠確保纖維的流動性。
又，製造薄的預浸漬基材，並使其貼合亦可，考慮貼合製程的成本上升程度時，以從兩面施加切槽之手法為佳。
θ d的值以－θ c為佳係如前述，但是在大幅度地提升強度，同時不會損害能夠確保流動性之效果時，θ d的值若能夠滿足θ d＝(－θ c－5°)至(－θ c＋5°)的關係時亦無妨。
在第21圖，係顯示從上面所施加切槽的深度U、及從下面所施加切槽的深度D係相同切槽深度Hs時，各自的切槽深度係以04H至0.6H的範圍內作為條件，互相亦可以不同。
上面切槽與纖維方向所構成的斜行角度θ c與下面切槽與纖維方向所構成的斜行角度θ d係以θ c＝－θ d的關係為佳。由於因切槽的斜行角度、成形品的強度向上的程度不同，藉由使切槽的斜行角度θ c與斜行角度θ d的絕對值相同，能夠作為性能穩定的預浸漬基材。又，因為藉由切槽的斜行角度的符號來決定成形時之纖維旋轉的方向，藉由使纖維的旋轉方向相反，能夠使纖維配向的平均作為層積時之纖維配向，而成為強韌性性優良的預浸漬基材。
理想的切槽深度Hs為0.5H，能夠使缺陷大小均勻，能夠使含有的缺陷尺寸最小化，能夠使破壞開始負荷為最低。但是因為若存在有未被上面的切槽亦未被下面的切槽所分割的纖維時，流動性顯著地降低，因此以從上下面施加深度0.5H＋0.05H左右的切槽為佳。藉此，沒有因纖維的流動性降低所產生的品質缺陷，能夠確保生產穩定性。
從兩面施加切槽之手段，例如有準備強化纖維係一個方向整齊一致而成的原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)，從上面或下面的任一方的層將壓切版壓住預浸漬基材來施加未貫穿的切槽後，在另一方面亦同樣地壓住壓版之方法。特別是將在輥上配置螺旋狀刀刃而成的旋轉刀刃輥，從一面壓住來施加未貫穿層的厚度方向的切槽後，亦從另 一方面壓住螺旋狀的輥之方法，具有優良的生產穩定性。
在本發明的預浸漬基材的一個態樣之特定角度斜行切槽預浸漬基材，亦可採用前面使用第6圖已說明之傾斜於預浸漬基材的厚度方向而成的傾斜切槽預浸漬基材的態樣。將本發明的預浸漬基材的該態樣稱為特定角度斜行－傾斜切槽預浸漬基材。
第22圖係特定角度斜行－傾斜切槽預浸漬基材的一個例子之縱剖面圖。在第22圖，在特定角度斜行－傾斜切槽預浸漬基材P22之纖維的配列方向，係水平方向。在預浸漬基材P22，傾斜於預浸漬基材P22的厚度方向切槽C22係隔著間隔設置在纖維的配列方向。
在任意的切槽C22，在預浸漬基材P22的上面之強化纖維的分割線與在下面之分割線之纖維的配列方向距離223作為剪斷距離S時，使用預浸漬基材P22的厚度H(在第22圖，係符號221所示的長度)，並由下式(式I)所導出的角度θ a為1至25°的範圍內為佳。
如前述，使用層積在面內之切槽與纖維方向所構的斜行角度θ b的絕對值為25°以下之預浸漬基材而成的積層體而成形所得到纖維強化塑膠的纖維束端部，係傾斜於層厚度方向，如此對於提高成形品強度有大的幫助。因此，在預浸漬基材的階段，藉由施加傾斜於預浸漬基材的厚度方向之切槽，能夠使上述效果更為提高，作為纖維強化塑 膠時能夠減少纖維束端部的角度，能夠有助於提高成形品強度。特別是切槽的斜行角度θ a為25°以下時，在成形品之力學特性提升效果顯著。另一方面，傾斜角度θ a小於1°時，設置傾斜的切槽係非常困難的。
在預浸漬基材形成傾斜於預浸漬基材的厚度方向而成的切槽之手段，亦有直接傾斜施加切槽之方法，例如亦有準備強化纖維一個方向整齊一致而成的原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)，並施加貫穿層的厚度方向之切槽後，在將預浸漬基材加熱並使其軟化的狀態，將不同旋轉速度的夾輥壓住上面及下面，並藉由剪切力使強化纖維的分割面往厚度方向傾斜之方法。
後者的情況，如強化纖維的側面部可觀察到，在垂直切取預浸漬基材的剖面，如第22圖，切槽所形成的纖維分割線222不是直線狀而是顫動狀。但是，即便此種情況，權宜地將預浸漬基材上面的切槽與預浸漬基材的下面的切槽之纖維配列方向的距離223作為剪切距離S使用。將預浸漬基材全面的各切槽C22間的剪切距離223的平均作為剪切距離S，並藉由代入式I來求取切槽的傾斜角度θ a。
在本發明的預浸漬基材，在該預浸漬基材的至少一方的表面，設計有由樹脂所形成的薄膜片或由不織布薄片所構成的追加樹脂層，前述樹脂拉伸延伸度係比前述預浸漬基材中的基質樹脂的拉伸延伸度高，而且前述追加樹脂層的厚度以形成前述預浸漬基材中的強化纖維的單纖維直徑以上且為前述預浸漬基材的厚度的0.5倍以下為佳。將本 發明的預浸漬基材的該態樣稱為附帶追加樹脂層預浸漬基材。
使用本發明的積層基材所成形而成的纖維強化塑膠，在層內若產生起因於裂縫之層間剝離時，最後會有造成成型品破壞的情形。為了將其抑制，由具有比基質樹脂的延伸度高的延伸度之樹脂所構成的追加樹脂層，以設置在層間為佳。藉由該追加樹脂層的存在，能夠戲劇性地抑制層間剝離，能夠提高成形品的強度。
第23圖係附帶追加樹脂層預浸漬基材的縱剖面圖。在第23圖，附帶追加樹脂層預浸漬基材P23A係在未黏附追加樹脂層之本發明的預浸漬基材P23A的表面以切槽C23定位部位232作為中心在其左右的表面黏附追加樹脂層233。追加樹脂層233係設置在預浸漬基材P23的至少一方的表面。第23圖係例示追加樹脂層233係設置預浸漬基材P23的上面及下面。在預浸漬基材P23之強化纖維F23的配列方向在第23圖係水平方向。
追加樹脂層233係由樹脂所形成的薄膜或不織布所構成。形成追加樹脂層233之樹脂的拉伸延伸度係比形成預浸漬基材P23之基質樹脂的拉伸延伸度大。追加樹脂層233的厚度233t係預浸漬基材C23中的強化纖維F23的1根纖維(單纖維)的直徑以上，且在預浸漬基材P23的厚度H(在第23圖係符號231所示之長度)的0.5倍以下。
在附帶追加樹脂層預浸漬基材P23A，在從切槽C23位置部位232的右方向或左方向之追加樹脂層233的長度 234L在預浸漬基材P23的纖維F23的配列方向，以在預浸漬基材P23的厚度H的1至100倍的範圍內佳。追加樹脂層233係以不會進入形有強化纖維F23的層內之方式在預浸漬基材P23的表面上層狀地設置為佳。
追加樹脂層係以不會進入由強化纖維形成的層內之方式層狀地設置，係意指追加樹脂在由強化纖維形成的層中無法以得到固定效果的方式配置。但是，包含亦可以有少量的追加樹脂(例如，總追加樹脂的20體積%以下)藉由熔融等而進入由強化纖維形成的層內。亦即，在一部分強化纖維的周圍可以不是基質樹脂，亦可存在總追加樹脂的20體積%的追加樹脂。
如上述，藉由使追加樹脂的拉伸延伸度比基質樹脂的拉伸延伸度大，不容易產生層間剝離，但是，追加熱脂若太多時，纖維強化塑膠的纖維體積含有率Vf變小，彈性模數降低。因此，黏附於預浸漬基材P23之追加樹脂量以小於預浸漬基材P23中的基質樹脂量的10%為佳。
藉由將追加樹脂配置在容易產生應力集中的纖維束端部，能夠高效率地謀求提高成型品的強度。追加樹脂的配置方法係以未進入形成有強化纖維的層內之方式層狀地配置在預浸漬基材P23的表面上為佳。形成有強化纖維的層係與預浸漬基材P23同義。
追加樹脂若在預浸漬基材P23表面大幅度地隆起而黏附時，使用其所形成的積層體的體積增大，乃是不佳。由追加樹脂所形成的的薄膜片或是不織布薄片能夠使用於形 成追加樹脂層233。藉由追加樹脂的拉伸延伸度大於基質樹脂的拉伸延伸度，不容易產生層間剝離，能夠謀求提高成型品的強度。
追加樹脂的拉伸延伸度若大於基質樹脂的拉伸延伸度時都可以，以基質樹脂的拉伸延伸度的2至10倍為佳。追加樹脂的拉伸延伸度以2至50%的範圍內為佳。以8至20%的範圍內為更佳。藉由使追加樹脂的拉伸延伸度大於基質樹脂的拉伸延伸度，不容易產生層間剝離且能夠謀求提高成型品的強度。
追加樹脂的拉伸強度以大於基質樹脂的拉伸強度為佳。亦即，追加樹脂的拉伸強度高於基質樹脂的拉伸強度，不容易產生樹脂破裂之裂縫。追加樹脂的拉伸強度以基質樹脂的拉伸強度的1.5倍以上為更佳。追加樹脂的破壞韌性值以大於基質樹脂的破壞韌性值為佳。
樹脂的拉伸延伸度及拉伸強度係依據JIS－K－7113(1995年)、或是ASTM－D638(1997年)的規定來測定。樹脂的破壞韌性值係例如依據ASTM－E399(1983年)(化合物試驗規格)的規定來測定。因為樹脂的破壞韌性值依照測定法而測定值有大的差異，以同一試驗比較時的破壞韌性值與基質樹脂比較時，越大越佳。一個例子係相對於基質樹脂的破壞勒性值為100J/m2 時，追加樹脂的破壞韌性值為500J/m2 的情況。以追加樹脂的破壞韌性值係基質樹脂的破壞韌性值的3倍以上為更佳。
追加樹脂係從前述應用於基質樹脂之樹脂群中，拉伸 延伸度比使用作為基質樹脂高者任何物都可，特別是以熱塑性樹脂為佳。已知熱塑性樹脂的拉伸延伸度或破壞韌性值比通常的熱固性樹脂高，能夠有效地得到提升成形品的強度之效果。就樹脂特性與成本的平衡、樹脂黏度的設計自由度而言，以聚醯胺、聚酯、聚烯烴、聚苯碸為更佳。
追加樹脂係以與基質樹脂的相溶性越高、且具有與成形溫度同等以下的熔點者為佳。特別是藉由共聚合等而低熔點化至100至200°左右而成的聚醯胺，因為與熱固性樹脂的相溶性優良，且拉伸延伸度、拉伸強度、破壞韌性值亦高，乃是更佳。使用碳纖維作為強化纖維、使用環氧樹脂作為基質樹脂、使用聚醯胺樹脂作為追加樹脂時，能夠得到最輕量且高強度、高剛性的纖維強化塑膠。
接著，使用實施來更詳細地說明本發明，但是本發明未限定於此等實施例。
<平板成形方法>
將由強化纖維與基質樹脂所構成的規定原料預浸漬基材，配置在表面積為300×300毫米的模具上後，藉由加熱型加壓成型機，在6MPa的加壓下、150℃的溫度環境，以規定時間成形處理，來得到300×300毫米的平板之成形體。
<機械特性評價方法>
從所得到的平板成形體切取長度250±1毫米、寬度25±02毫米的拉伸強度試片。依照JIS－K－7073(1998年)規定的試驗方法，以標點間距離為150毫米，十字頭速度為2.0毫米/分鐘，來測定試片的拉伸強度。在該試驗使用 “INSTRON(註冊商標)”萬能試驗機4208型作為試驗機。使測定的試片的數目n為5，並將所得到的各測定值的平均值作為拉伸強度。而且，從測定值算出標準偏差，並將該標準偏差除以所得到的拉伸強度的值，來算出偏差的指標之變動係數(CV值(%))。
<成形性評價>
從所得到的平板成形體的性狀，依據在成形過程之原料預浸漬基材的伸長來評價流動性及平板的翹曲。
評價基材的流動性的良否係如以下進行，在模具空穴內填充所成形的纖維強化塑膠，在配置於最表層之基材或模具端部附近伸長時，評價為流動性「良好」(表中以記號○表示)，雖然在模具空穴內填充有已成形的纖維強化塑膠，但是最表層所配置的基材幾乎未伸長時，評價為流動性「稍良好」(在表中以記號△表示)，在模具空穴內未填充已成形的纖維強化塑膠時，評價為流動性「不良」(在表中以記號×表示)。
平板的有無翹曲之評價係如以下進行，只有將平板放置於試驗台的平坦表面上，平板全面接觸試驗台的表面時，評價翹曲為「無」(在表中以符號○表示)，只有將平板放置於試驗台的平坦表面上，平板未全面接觸試驗台的表面，但是以手指從平板的上面往試驗台的表面壓住平板時，平板與試驗台的表面全面接觸時，評價翹曲為「稍有」(在表中以符號△表示)，以手指從平板的上面往試驗台的表面壓住平板時，平板與試驗台的表面存在未接觸的部分 時，評價翹曲為「有」(在表中以符號×表示)。該等評價結果在表1至表23係使用上述符號表示。
<預浸漬基材的形態的比較－參照表1> [實施例1]
在30重量份環氧樹脂(JAPAN EPOXY RESIN(股)製“EPICOAT(註冊商標)”828)、35重量份“EPICOAT(註冊商標)”1001)、35重量份“EPICOAT(註冊商標)”154中，將5重量份熱塑性樹脂聚乙烯醇縮甲醛(CHISSO(股)製“VINIREK(註冊商標)”K)於揑合機加熱、混煉並使聚乙烯醇縮甲醛均一溶解後，使用揑合機混煉3.5重量份硬化劑氰胍(JAPAN EPOXY RESIN(股)製DICY7)、4重量份硬化促進劑3－(3,4－二氯苯基)－1,1－二甲脲(保±谷化學工業(股)製DCMU99)，來調整未硬化的環氧樹脂組成物。使用逆輥塗布器將該環氧樹脂組成物塗布在矽塗布處理過之厚度為100微米的離型紙上來製造樹脂薄膜。
接著，藉由在一個方向配列而成之多數根碳纖維(拉伸強度4,900MPa、拉伸彈性模數235GPa)的兩面各自重疊樹脂薄膜，並加熱、加壓，來使多數根碳纖維間含浸樹脂，來製造平均單位面積的碳纖維重量為125克/平方公尺、纖維體積含有率Vf為55%、厚度為0.125毫米的原料預浸漬基材。
第10圖係在該原料預浸漬基材，依照以下說明的方法施加切槽後之預浸漬基材的平面圖。在第10圖，預浸漬基材P10的多數根碳纖維F10的配列方向係垂直方向VD。 多數根的切槽C10係定長度切槽，係在與纖維的配列方向正交的方向隔著間隔配列，來形成切槽列C10Ra、C10Rb、C10Rc、C10Rd。
在各切槽列之各切槽的間隔係等間隔。在各切槽列的纖維配列方向之間隔係等間隔。鄰接切槽列之切槽的位置係位於水平方向HD且偏移。從垂直方向VD觀看鄰接切槽列之切槽端部時，係各自具有重複部CO10。各切槽的方向係與纖維的配列方向正交的方向，亦即，水平方向HD。該等切槽係使用市售的自動裁斷機在原料預浸漬基材上形成。
在預浸漬基材P10，沿著切槽C10的切槽方向之實際長度W為5.1毫米。因為切槽C10的方向係如上述，為水平方向HD，所以切槽的長度(投影長度)Ws係與沿著切槽方向之實際長W的5.1毫米一致。纖維段長度L(在第10圖係以符號101所示之長度)係30毫米。前述切槽的重複部CO10的重複長度為1毫米。
因為所使用的環氧樹脂在25℃的環境下之黏度為2×104 Pa．s，預浸漬基材P10係具有膠黏性。
從預浸漬基材P10，各自切取8片碳纖維配向方向係0°亦即垂直方向VD之面積250×250毫米的預浸漬基材(0°預浸漬基材)、及碳纖維的配向方向為自垂直方向VD朝右傾斜45度方向之相同面積250×250毫米的預浸漬基材(45°預浸漬基材)。
將切取的預浸漬基材在碳纖維的配向方向係相同之鄰 接層，使一方的層的預浸漬基材的切槽所構成的列相對於另一方的層的預浸漬基材的切槽所構成的列，在纖維的配向方向之纖維段長度L為0.5倍，亦即以15毫米偏移的方式且模擬等方向的方式層積先前切取的16片預浸漬基材，來得到[－45/0/＋45/90]2S 的積層基材。
而且，將所得到的積層基材配置在具有面積為300×300毫米的空穴之平板模具上的大致中央部後，藉由加熱型加壓成形機在6MPa的加壓下，以溫度150℃、成形時間30分鐘，使基質樹脂硬化，來得到面積300×300毫米之平板的纖維強化塑膠。將從上面觀看模具時相對於模具面積之積層基材的面積比率定義為裝料率時，裝料率為70%。
所得到的纖維強化塑膠係沒有纖維彎曲，且纖維均勻地流動至其端部。又，沒有翹曲、且具有良好的外觀品質、平滑性。拉伸彈性模數為43GPa，係大致為理論值，又，拉伸強度亦顯示430MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示4%之極低值。
<強化纖維、基質樹脂樹脂的比較－參照表2> [實施例2]
除了使用5重量份2,4－甲苯雙(二甲脲)(PTI JAPAN(股)製“OMICURE(註冊商標)”24)代替硬化促進劑以外，與實施例1同樣地進行，來製造具有切槽之預浸漬基材，並使用其來製造積層基材。將所得到的積層基材，除了只有將加熱型加壓成型機的加壓時間(硬化時間)變更為3分鐘以外，藉由與實施例1同樣的方法得到纖維強化塑膠。得 知儘管加壓時間為實施例1的1/10，亦顯示大致同等的玻璃轉移溫度，且所使用環氧樹脂組成物具有優良的速硬化性。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。又，亦無翹曲，且具有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為44GPa，拉伸強度為430MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)為5%之低值。該等與實施例1的值比較時，並不遜色。
[實施例3]
除了使用7重量份4,4－亞甲雙(苯基二甲脲)(PTI JAPAN(股)製“OMICURE(註冊商標)”52)代替硬化促進劑以外，與實施例2同樣地進行，來製造具有切槽之預浸漬基材。得知儘管加壓時間為實施例1的1/10，亦顯示大致同等的玻璃轉移溫度，且所使用環氧樹脂組成物具有優良的速硬化性。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。又，亦無翹曲，且具有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為44GPa，拉伸強度為430MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)為5%之低值。該等與實施例1的值比較時，並不遜色。
[實施例4]
將共聚合聚醯胺樹脂(TORAY(股)製“AMIRAN”(註冊商標)CM4000、聚醯胺6/66/610共聚物、熔點155℃)的顆粒，使用在200℃加熱過的加壓機加工成為34微米厚的 薄膜。除了未使用離型紙以外，與實施例1同樣地進行，來製造具有切槽之預浸漬基材。因為聚醯胺樹脂在25℃的環境下係固體，所以無法測定黏度，所得到的基材沒有膠黏性。
裁斷成與實施例1同樣的尺寸後，因為沒有膠黏性，只是16層以模擬等方向([－45/0/＋45/90]2S )的方式重疊，並將其直接配置在具有面積300×300毫米的空穴之平板模具上的大致中央部。藉由加熱型加壓成形機在6MPa的加壓下，以溫度200℃、成形時間1分鐘的條件，使基材流動，不打開模具而冷卻後、脫模，來得到面積為300×300毫米之平板的纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠係有若干纖維彎曲，但是纖維流動至其端部。又，因為若干的纖維分布有粗密，雖然產生稍微翹曲，但是具有大致良好的外觀品質及平滑性。
[實施例5]
將55重量%無規共聚合PP樹脂(PRIME POLYMER(股)製J229E、熔點155℃)及45重量%酸改性PP系樹脂(三洋化成(股)製U－MEX1010、酸價約52、熔點142℃、重量平均分子量30,000)，將使用日本製鋼所(股)製雙軸擠壓機(TEX－30 α 2)在200℃熔融混煉而成的顆粒，以在200℃加熱而成的加壓機加工成為34微米厚度的薄膜。之後，與實施例4同樣地進行來得到纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠雖然具有若干的纖維彎曲，但是纖維流動至其端部。又，因為若干的纖維分布有粗密， 雖然產生稍微翹曲，但是具有大致良好的外觀品質及平滑性。
[實施例6]
與實施例1同樣地進行，來製造樹脂薄膜。接著，藉由在一個方向配列而成之玻璃纖維(拉伸強度1,500MPa、拉伸彈性模數74GPa)的兩面各自重疊所製造的樹脂薄膜，並加熱、加壓，來使多數根玻璃維間含浸樹脂，來製造平均單位面積的玻璃纖維重量為175克/平方公尺、纖維體積含有率Vf為55%、厚度為0.125毫米的原料預浸漬基材。之後，與實施例1同樣地進行來得到纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。又，亦無翹曲，且具有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為27GPa，拉伸強度為340MPa。與實施例1的值比較時，雖然強化纖維的性能等級降低，但是拉伸彈性模數係接近理論值，且。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示2%之低值。
<裝料率的比較－參照表3> [實施例7] [實施例8] [實施例9]
除了切取之預浸漬基材的大小不同以外，與實施例1同樣地進行而得到纖維強化塑膠。切取之預浸漬基材的大小在實施例7係212×212毫米、在實施例8係268×268毫米、在實施例9係300×300毫米。裝料率在實施例7為50%、 在實施例8為80%、在實施例9為100%。
所得到的纖維強化塑膠係任一者都沒有纖維彎曲，且纖維係充分地流動至其端部。但是，因為實施例9之裝料率為100%，纖維實質上係未流動。在實施例7，因為纖維係長距離流動，所得到的纖維強化塑膠因為若干的纖維分布有粗密，雖然產生稍微翹曲，但是具有大致良好的外觀品質及平滑性。
在實施例8、9所得到的纖維強化塑膠任一者都沒有翹曲，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為43至44GPa，拉伸強度為360至510MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示3至6%之低值。
特別是裝料率較小的實施例7因為原料預浸漬基材被拉伸成為較薄，所得到的纖維強化塑膠的各層厚度極薄，不容易從纖維束端部產生層間剝離，所以拉伸強度顯示510MPa之非常高值。
<纖維段長度的比較－參照表4> [實施例10] [實施例11] [實施例12] [實施例13]
在實施例1的切槽圖案，除了變更切槽的間隔、亦即纖維段長度L以外，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。纖維段長度L在實施例10為15毫米、實施例11為45毫米、在實施例12為60毫米、在實施例13為90 毫米。
伴隨著，在積層基材，在纖維的配向方向係相同之鄰接層，由一方的層的預浸漬基材的切槽所構成的列相對於由另一方的層的預浸漬基材的切槽所構成的列，係以在纖維方向各偏移纖維段長度L的0.5倍的狀態形成。該往纖維的長度方向之偏移在實施例10為7.5毫米、在實施例11為22.5毫米、在實施例12為30毫米、在實施例13為45毫米。
所得到的纖維強化塑膠係除了實施例13的情況以外，纖維沒有彎曲、且纖維充分地流動至其端部。在實施例13，所得到的纖維強化塑膠具有若干纖維彎曲。又，在承受與模具摩擦的表面部，具有纖維未充分流動至端部的部位。任一者的纖維強化塑膠都未翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為43至44GPa，拉伸強度為390至520MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示4至8%之低值。
<切槽段長度的實際長度比較－參照表5> [實施例14] [實施例15] [實施例16] [實施例17]
在實施例1的切槽圖案，除了變更沿著切槽方向之切槽的實際長度W以外，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
切槽的長度W在實施例14為15.1毫米、在實施例15為10.1毫米、在實施例16為2.6毫米、在實施例17為1.35毫米。伴隨著，相鄰切槽列係在與纖維的配列方向正交的方向形成偏移的狀態，偏移的大小係在實施例14為15毫米、在實施例15為10毫米、在實施例16為25毫米、在實施例17為1.25毫米。
所得到的纖維強化塑膠係任一者都沒有纖維彎曲、且纖維充分地流動至其端部。又，任一者的纖維強化塑膠都未翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為43至44GPa，拉伸強度為400至520MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示3至4%之低值。但是，實施例14因為切槽段長度W較長，強化纖維的端部擴大，與實施例1或實施例15至17比較時，縮孔狀凹斑顯著。
[實施例18] [實施例19] [實施例20] [實施例21]
除了使用與實施例1的切槽同樣的切槽圖案，並使用切削圓柱狀的金屬且在圓周上設置有複數個刀刃而成的旋轉輥來代替自動裁斷機機，壓住原料預浸漬基材來對原料預浸漬基材施加切槽，且改變切槽段長度W以外，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
切槽的長度W在實施例18為0725毫米、在實施例19為0.412毫米、在實施例20為0.05毫米、在實施例21 為0.025毫米。伴隨著，相鄰切槽列係在與纖維的配列方向正交的方向形成偏移的狀態，偏移的大小係在實施例18為0.625毫米、在實施例19為0.312毫米、在實施例20為0.03毫米、在實施例21為0.02毫米。
所得到的纖維強化塑膠係任一者都沒有纖維彎曲、且纖維充分地流動至其端部。又，都未翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為44至45GPa，拉伸強度為560至660MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦除了實施例21之外，顯示3至6%之低值。特別是藉由使切槽長度W減小，所得到的纖維強化塑膠的拉伸強度大幅度地提高。又，雖然少許，但是拉伸彈性模數亦提高。但是，實施例21在承受與模具摩擦的表面部，具有纖維未充分流動至端部的部位。又，因為切槽的長度W減小，或許是因為纖維有被分割成為30毫米以下的部位，纖維的彎曲明顯。
<預浸漬基材的厚度比較－參照表6> [實施例22] [實施例23] [實施例24] [實施例25] [實施例26]
除了藉由變更實施例1的原料預浸漬基材之平均單位面積的碳纖維的重量來改變原料預浸漬基材的厚度以外，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
平均單位面積的碳纖維的重量(克/平方公尺)及厚度(毫米)係在實施例22為50克/平方公尺及0.05毫米，在實施例23為100克/平方公尺及0.1毫米，在實施例24為150克/平方公尺及0.15毫米，在實施例25為200克/平方公尺及0.2毫米，在實施例26為300克/平方公尺及0.3毫米。
所得到的纖維強化塑膠係任一者都沒有纖維彎曲、且纖維充分地流動至其端部。又，都未翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性。
實施例21至23之拉伸彈性模數為43至44GPa，拉伸強度為400至550MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示3至5%之低值。實施例25、26顯示拉伸彈性模數為43GPa，拉伸強度為270至330MPa，與實施例21至23的比較時雖然較差一些，但是與後述之比較例2至4比較時，可以說是顯示高強度。特別是得知藉由使原料預浸漬基材的厚度變薄，能夠大幅度地提高拉伸強度。
<纖維體積含有率的比較－參照表7> [實施例27] [實施例28] [實施例29] [實施例30]
除了藉由變更實施例1的原料預浸漬基材之平均單位面積的碳纖維的重量來改變在原料預浸漬基材之纖維體積含有率Vf以外，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
平均單位面積的碳纖維的重量(克/平方公尺)及纖維體積含有率Vf係在實施例27為146克/平方公尺及65%，在實施例28為135克/平方公尺及60%，在實施例29為113克/平方公尺及50%，在實施例30為101克/平方公尺及45%。
所得到的纖維強化塑膠係除了實施例27以外，都沒有纖維彎曲，且纖維充分地流動至其端部。在實施例27，所得到的纖維強化塑膠具有若干纖維彎曲。又，在承受與模具摩擦的表面部，具有纖維未充分流動至端部的部位。任一者的纖維強化塑膠都未翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為36至49GPa，拉伸強度為360至460MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示3至8%之低值。纖維體積含有率Vf越大時，結果拉伸彈性模數亦越提高，但是，纖維體積含有率Vf太大時，有流動性下降的難處。
<積層構成的比較－參照表8> [實施例31] [實施例32]
除了變更實施例1的積層構成以外，與實施例1同樣地進行來得到纖維強化塑膠。在實施例31係使用將實施例1之施加有切槽的預浸漬基材層積為16層正交疊層而成之[0/90]4S 的積層基材。在實施例32，係使用8層由實施例1之只有無切槽的連續纖維所構成的預浸漬基材(原料預浸漬基材)及8層實施例1之在原料預浸漬基材施加切槽而成 之預浸漬基材，交替地層積為正交疊層而成之[0/C90]4S (符號C係表示只有由連續纖維所構成的預浸漬基材)的積層基材。
所得到的纖維強化塑膠任一者的纖維都未彎曲，且纖維充分地流動至其端部。雖然在實施例31，所得到的纖維強化塑膠具有若干翹曲，但是具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為59至60GPa，拉伸強度為500至510MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示2至3%之低值。但是，因為拉伸試驗方向係0°方向，顯示非常高的力學特性，纖維未配向於±45°的方向，所得到的纖維強化塑膠會有無法泛用之問題。
[實施例33] [實施例34] [實施例35]
在實施例33，除了將實施例1的積層構成變更以外，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。在實施例33，使用以模擬等方向性的方式層積12層實施例1之施加切槽而成的預浸漬基材而成之[60/0/－60]2S 的積層基材。
在實施例34，除了在實施例1之施加切槽而成的預浸漬基材，亦在其層間插入轉印實施例1的環氧樹脂薄膜所得到樹脂層而成之積層基材以外，與實施例1同樣地進行而得到的纖維強化塑膠。在實施例34之前述積層基材係在16層模擬等方向性的方式層積實施例1之施加切槽而成的預浸漬基材時，在層間設置前述樹脂層、且 [45/R/0/R/－45/R/90/R]2S (R係表示樹脂層)的積層基材。最後的纖維體積含有率Vf為49%。
在實施例35，除了使用在實施例1之施加切槽而成的預浸漬基材，亦在其最表層配置浸漬與實施例1同樣的環氧樹脂而成之纖維體積含有率Vf為55%、厚度為250微米的平織預浸漬基材而成的積層基材以外，與實施例1同樣地進行而得到纖維強化塑膠。在實施例35之前述積層基材係在16層模擬等方向性的方式層積實施例1之施加切槽而成的預浸漬基材，且更在最表層層積纖維方向係配向於0°及90°的前述平織預浸漬基材而成、且[WF0/45/0/－45/90]2S (WF係表示平織預浸漬基材)的積層基材。
在實施例33、34所得到的纖維強化塑膠，任一者都無沒有纖維彎曲，且纖維均勻地流動至其端部。特別是實施例34所得到的纖維強化塑膠，纖維的流動性優良，且纖維極均一地擴展。任一者所得到的纖維強化塑膠任一者都無翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性。
各自的拉伸彈性模數為44GPa及39GPa，拉伸強度為420MPa及370MPa，顯示與纖維體積含有率Vf相稱的高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示5%及3%之低值。
在實施例35所得到的纖維強化塑膠，即便最表層的平織部係完全不流動，但是在被平織部夾住的部位，纖維係充分地流動至端部。在端部未特別觀察到纖維彎曲，且整體亦無翹曲，而且具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為52GPa、拉伸強度為490MPa，且藉由混合，顯示 具有高力學特性。
[實施例36]
與實施例1同樣地製造樹脂薄膜，在與實施例1同樣地配列於一個方向之碳纖維的兩面，各自重疊加熱、加壓樹脂薄膜時，樹脂係未完全地浸漬在碳纖維內的狀態且每單位面積的碳纖維重量為125克/平方公尺、來製造纖維體積含有率Vf55%的半浸漬預浸漬基材。
在該半浸漬預浸漬基材與實施例1同樣地插入第10圖所示的切槽。所得到具有切槽之預浸漬基材雖然在厚度方向中央部具有未浸漬的區域，但是未有因切槽而引起纖維羽毛立起、或分離，且具有與實施例1同樣地具有充分的處理性。而且與實施例1同樣地進行層積、成形而得到纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。又，亦無翹曲，且具有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為43GPa，拉伸強度亦為440MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦為5%之低值。
<兩面切槽預浸漬基材的比較－表9參照> [實施例37] [實施例38] [實施例39]
除了在對實施例1的原料預浸漬基材施加切槽之製程，從原料預浸漬基材的上面及下面，各自施加未穿貫層之切槽以外，與實施例1同樣地進行而得到纖維強化塑膠。
第7圖，係在原料預浸漬基材切入切槽之製程所使用的切槽形成裝置之概略側面圖。在第7圖，切槽形成裝置CA7係由上旋轉輥71a及下旋轉輥71b所構成，該上旋轉輥71a係設置在施加切槽之原料預浸漬基材RP7的上面側；而該下旋轉輥71b係設置下面側。上旋轉輥71a具有從其周面突出且隔著間隔安裝而成之規定長度的切斷刀刃72a。下旋轉輥71b具有從其周面突出且隔著間隔安裝而成之規定長度的切斷刀刃72b。上旋轉輥71a與下旋轉輥71b具有相同半徑，且以相同旋轉速度旋轉。
對第7圖的切槽形成裝置CA7供給原料預浸漬基材RP7，並藉由上下的旋轉輥的切斷面，從原料預浸漬基材RP7的上下面，形成具有未貫穿基材RP7的深度之切槽C7a、C7b，形成原料預浸漬基材RP7，來製造兩面切槽預浸漬基材R7。
將兩面切槽預浸漬基材P7的厚度作為H，將在兩面切槽預浸漬基材P7的上面所施加的切槽C7a的切槽深度作為U，且將在下面所施加的切槽C7b的切槽深度作為D。
在實施例37，切槽深度U為35微米，該值係相當於0.28H。切槽深度D為100微米，該值係相當於0.8H。
在實施例38，切槽深度U為55微米，該值係相當於0.44H。切槽深度D為75微米，該值係相當於0.6H。
在實施例39，切槽深度U、D同時為67微米，該值係相當於0.54H。
在具有切槽的預浸漬基材P7的上面之任意切槽A、與 在纖維的長度方向鄰接之上面的切槽B之間隔，亦即，纖維段長度L為30毫米，從切槽A往切槽B方向之纖維的長度方向移動15毫米(0.5L)的位置，係下面的切槽C所在的位置。具有切槽之預浸漬基材74a的纖維係被上下的切槽74a、74b所分割，且總纖維段長度L為30毫米以下。
所得到的纖維強化塑膠之任一者的纖維都沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。在實施例37所得到的纖維強化塑膠雖然存在有若干的翹曲，但是所得到的纖維強化塑膠之任一者都有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為43至44GPa之大致如理論值之值，拉伸強度係在實施例37為480MPa，在實施例38為540MPa，在實施例39為580MPa，與實施例1比較時亦係高值。拉伸強度的變動係數(CV值)係2至4%之低值。特別是上面與下面的切槽量越接近，越能夠得到高拉伸強度。這是可以認為係因為上面與下面的切槽量同等，能夠使纖維束端部的厚度最小化的緣故。
[實施例40] [實施例41] [實施例42]
除了與實施例37至39同樣地，在原料預浸漬基材施加切槽以外，與實施例9同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
將預浸漬基材的厚度作為H，將在上面施加切槽的切槽的切槽深度作為U，且將在下面所施加切槽的切槽深度 作為D。在實施例40，切槽深度U為35微米，該值係相當於0.28H。切槽深度D為100微米，該值係相當於0.8H。
在實施例41，切槽深度U為55微米，該值係相當於0.44H。切槽深度D為75微米，該值係相當於0.6H。
在實施例42，切槽深度U、D同時為67微米，該值係相當於0.54H。
所得到的纖維強化塑膠之任一者的纖維都沒有彎曲，在實施例40所得到的纖維強化塑膠雖然存在有若干的翹曲，但是所得到的纖維強化塑膠之任一者都有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為43至44GPa之大致如理論值之值，拉伸強度係在實施例40為400MPa，在實施例41為460MPa，在實施例42為490MPa，與實施例9比較時係高值。拉伸強度的變動係數(CV值)係2至5%之低值。與實施例37至39同樣，特別是上面與下面的切槽量越接近，越能夠得到高拉伸強度。
<傾斜預浸漬基材的比較－參照表10> [實施例43] [實施例44] [實施例45] [實施例46] [實施例47]
在實施例1的原料預浸漬基材施加切槽後，在所得到原料預浸漬基材施加切槽後，在所得到具有切槽之預浸漬基材，在其厚度方向施加剪切力，除了使切槽相對於厚度 方向傾斜以外，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。如實施例1在原料預浸漬基材以貫穿該層的方式施加垂直的切槽後，將所得到具有切槽之預浸漬基材，使用由各自轉速不同的上旋轉輥及下旋轉輥所構成的夾輥，在上旋轉輥係壓住預浸漬基材的上面、下旋轉輥係壓住預浸漬基材的下面的狀態，使其通過夾輥。係使被送進夾輥的預浸漬基材在溫度60℃加熱、軟化的狀態。藉由該夾輥對預浸漬基材作用的剪斷力，使強化纖維段之當初朝向預浸漬基材的厚度方向之分割面成為朝向厚度方向傾斜。
第8圖係用以形成傾斜切槽裝置的一個例子之概略側面圖。形成第8圖的傾斜切槽之裝置CA8，具有由上旋轉輥81a及下旋轉輥81b所構成的夾輥82。上旋轉輥81a與下旋轉輥81b之間的旋轉速度係互相不同。在上旋轉輥81a與下旋轉輥81b之間，供給具有朝向預浸漬基材的厚度方向之切槽C8A之預浸漬基材P8A。在使夾輥82通過預浸漬基材之期間，藉由兩旋轉輥的旋轉速度不同，能夠使朝向厚度方向之切槽C8A朝向厚度方向傾斜。藉此，能夠得到切槽C8A係朝向厚度方向且具有切槽列C8B之傾斜切槽預浸漬基材P8B。
將在傾斜切槽預浸漬基材P8B的上面之強化纖維段的分割線與在下面之分割線在纖維方向的距離63作為剪切距離S(參照第6圖)。在切取面積為250×250毫米而成之傾斜切槽預浸漬基材C8B上，在5個位置以上的切槽部測定剪切距離S，並將其平均值代入式I，來算出切槽的構成角 度22、亦即算出傾斜角度θ a。
在實施例43係使剪切距離S為12.5毫米、傾斜角度θ a為0.6°，在實施例44係使剪切距離為S為6.25毫米、傾斜角度θ a為1.1°，在實施例45係使剪切距離為S為1毫米、傾斜角度θ a為7.1°，在實施例46係使剪切距離為S為0.5毫米、傾斜角度θ a為1.4°，在實施例47係使剪切距離為S為0.25毫米、傾斜角度θ a為27°。
所得到的纖維強化塑膠之任一者的纖維都沒有彎曲，在實施例43所得到的纖維強化塑膠雖然存在有若干的翹曲，但是所得到的纖維強化塑膠之任一者都有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為43至45GPa之大致如理論值之值，拉伸強度係在實施例43為460MPa，在實施例44為450MPa，在實施例45為440MPa，在實施例46為430MPa，與實施例1比較時係同等或以上的值。
特別是傾斜角度θ a越小時，可能是因為纖維束端部的應力集中緩慢，能夠得到高拉伸強度。但是，傾斜角度θ a小於1°之實施例43，剪切距離S變為非常長，平均切槽部的剪切距離S的偏差變大，在成形製程缺少穩定性。
[實施例48] [實施例49] [實施例50] [實施例51] [實施例52]
除了與實施例43至47同樣地使具有切槽之預浸漬基 材的切槽傾斜以外，與實施例9同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
實施例48時係使剪切距離S為12.5毫米、傾斜角度θ a為0.6°，實施例49時係使剪切距離S為6.25毫米、傾斜角度θ a為1.1°，實施例50時係使剪切距離S為1毫米、傾斜角度θ a為7.1°，實施例51時係使剪切距離S為0.5毫米、傾斜角度θ a為1.4°，實施例52時係使剪切距離S為0.2毫米、傾斜角度θ a為27°。
所得到的纖維強化塑膠之任一者的纖維都沒有彎曲，在實施例48所得到的纖維強化塑膠雖然存在有若干的翹曲，但是所得到的纖維強化塑膠之任一者都有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為45至47GPa，拉伸強度係在實施例48為480MPa，在實施例49為460MPa，在實施例50為420MPa，在實施例51為380MPa，在實施例52為350MPa，與實施例9比較時，除了實施例52以外，係不只是拉伸強度，拉伸彈性模數亦顯示高值。與實施例43至47同樣，特別是傾斜角度θ a越小，能夠得到越高的拉伸強度。得知實施例43至47之從實施例1的強度提升率係比從實施例9的強度提升率高，且纖維束端部越靠近，越能夠得到減小傾斜角度θ a之效果、亦即越能夠得到減少應力集中之效果。
<斜行切槽預浸漬基材的比較－參照表11> [實施例53] [實施例54]
在與實施例1同樣的原料預浸漬基材，使用自動裁斷機插入由第2圖(f)所示之切槽圖案所構成的多數根切槽。亦即，各切槽係從與纖維的配列方向正交的方向斜行，且具有一定長度之直線狀切槽。沿著切槽的方向之切槽的實際長度W為5.1毫米。在纖維的配列方向構成相鄰之成對的切槽的幾何中心之間的間隔，亦即，纖維段長度L為30毫米。使相對於纖維的配列方向之切槽的斜行角度在實施例53為30°、在實施例54為45°。結果切槽段長度(投影長度)Ws在實施例53為2.55毫米，在實施例54為3.61毫米。伴隨著，相鄰之切槽列在與纖維的配列方向正交的方向，各自係實施例53為2.5毫米、實施例54為3.5毫米。
所得到的纖維強化塑膠係任一者之纖維都沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部，沒有翹曲、且具有良好的外觀品質、平滑性。拉伸彈性模數為43至44GPa，拉伸強度亦顯示410至470MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示2至4%之低值。藉由使切槽斜行，且減小切槽段長度(投影長度)Ws，能夠藉由使平均每一切槽的切斷纖維根數，來大幅度地提升拉伸強度。
[實施例55] [實施例56]
使用與實施例53、54同樣的方法，從原料預浸漬基材之與纖維的配列方向正交的方向，傾斜地插入直線狀切槽。切槽段長度W為1.35毫米。纖維段長度L為130毫米。相對於纖維的配列方向，使切槽的斜行角度在實施例 55為30°、在實施例56為45°。結果切槽段長度(投影長度)Ws在實施例55為0.68毫米、在實施例56為0.95毫米。伴隨著，相鄰切槽列係在與纖維的配列方向正交的方向，各自係在實施例55為偏移0.6毫米、在實施例56為偏移0.9毫米。
所得到的纖維強化塑膠係任一者之纖維都沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部，沒有翹曲、且具有良好的外觀品質、平滑性。拉伸彈性模數為44至45GPa，拉伸強度亦顯示580至670MPa之高值，與實施例17比較時係顯示非常高的值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示4至5%之低值。
[實施例57] [實施例58]
除了藉由將實施例1之原料預浸漬基材的平均單位面積的碳纖維重量變更為200克/平方公尺，使原料預浸漬基材的厚度變更為0.2毫米以外，使用與實施例55、56同樣的手法、同樣的切槽圖案，從原料預浸漬基材之與纖維的配列方向正交的方向，插入斜行的直線狀切槽。
所得到的纖維強化塑膠係任一者之纖維都沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部，沒有翹曲、且具有良好的外觀品質、平滑性。拉伸彈性模數為43至44GPa，拉伸強度亦顯示520至600MPa之非常高的值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示3至6%之低值。
[實施例59]
除了藉由將實施例1之原料預浸漬基材的平均單位面積的碳纖維重量變更為200克/平方公尺，使原料預浸漬基材的厚度變更為0.2毫米，並使切槽的實際長度為1.35毫米、亦即使切槽段長度(投影長度)Ws為1.35毫米，且使相鄰切槽列係在與纖維的配列方向正交的方向，係偏移1.3毫米以外，與實施例1同樣地進行。
所得到的纖維強化塑膠之纖維都沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部，沒有翹曲、且具有良好的外觀品質、平滑性。拉伸彈性模數為43GPa，拉伸強度亦顯示440MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示4%之低值。但是，與實施例57、58時比較時，拉伸強度係低一些。
<積層基材的比較－參照表8> [參考例1] [參考例2]
除了將實施例1之積層基材的積層構成變更以外，與實施例1同樣地進行，得到纖維強化塑膠。在參考例1係將實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。參考例1係使用將實施例1之施加切槽而成的預浸漬基材，在8層相同方向層積而成之[0]8 的積層基材。參考例2係使用將實施例1之施加切槽而成的預浸漬基材，在16層層積而成之[0/45]4S 的積層基材。
在參考例1所得到的纖維強化塑膠，纖維只有在90°方向流動，在0°方向有些地方會有如鬍鬚狀的纖維飛出之部分，但是基本上纖維未流動。在0°方向的空穴的空隙積 存有被擠出的樹脂，且所得到的纖維強化塑膠的外觀品質差。參考例2所得到的纖維強化塑膠雖然在空穴整體纖維流動，但是與積層構成同樣地，纖維的流動具有異方向性，且纖維彎曲大。又，所得到的纖維強化塑膠的翹曲大。
以下，顯示比較例。
<纖維強化塑膠的形態比較－參照表1> [比較例1]
除了未在原料預浸漬基材施加切槽以外，與實施例1同樣。
所得到的纖維強化塑膠在由積層基材成形纖維強化塑膠的過程，積層基材幾乎沒有伸長，亦即，未流動且面積大致維持當初的250×250毫米，而且基質樹脂被擠出而在纖維強化塑膠與模具的間隙產生樹脂溢料。因為樹脂被擠出致使表面係粗糙貌，無法應用於能夠提供市售之成形品用的材料。
[比較例2]
製造較厚地塗布與實施例1同樣的環氧樹脂組成物而成之樹脂薄膜。接著，將已切斷為長度25毫米的碳纖維束(拉伸強度為4,900MPa、拉伸彈性模數為235GPa、12,000根)以平均單位面積為的重量為125克/平方公尺的方式均勻地落下、撒布於樹脂薄膜上。進而被覆另外一片樹脂薄膜而夾住已切斷的碳纖維，使其通過壓延輥來製纖維體積含有率Vf為55%的SMC薄片。將該SMC薄片切取250×250毫米並層積16層，來得到積層基材後，與實施例1同樣地 成形，得到纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠之纖維均勻地流動至其端部。產生稍微翹曲，且另一方面，因為纖維分布粗密，在樹脂富部產生縮孔狀凹斑，平滑性差。拉伸彈性模數為33GPa，可能係纖維未筆直的緣故，低理論值許多，且拉伸強度亦為220MPa、拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示12%之極高的值。因此，無法應用於結構材。
[比較例3]
使用100重量份聚乙烯酯樹脂(DOW chemical(股)製、DERAKEN790)作為基質樹脂、1重量份過氧化苯甲酸第三丁酯(日本油脂(股)製、PERBUTYL Z)作為硬化劑、2重量份硬脂酸鋅(堺化學工業(股)製、SZ－2000)作為內部脫模劑、4重量份氧化鎂(協和化學工業(股)製、MgO#40)作為增黏劑，並充分地混合攪拌此等，來得到樹脂漿體。將所得到的樹脂漿體使用刮片塗布聚烯製的脫模薄膜上。
從其上面，將與比較例2同樣被切割成長度為25毫米之碳纖維，以平均單位面積的重量成為500克/平方公尺的方式均勻地落下、撒布。而且，與使用塗布樹脂漿體而成之另一方的聚丙烯薄膜，以樹脂漿體側為內側的方式夾住。相對於碳纖維的SMC薄片之體積含量為40%。
藉由使所得到的薄片在40℃靜置24小時，使樹脂漿體充分地增黏化，來得到SMC薄片。從該SMC薄片切取面積250×250毫米，並層積4層而得到積層基材。使用所得到的積層基材，與實施例1同樣地成形，來得到纖維強 化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠之纖維均勻地流動至其端部。產生稍微翹曲之另一方面，因為樹脂含有成分較多，與比較例2的情況比較時平滑性較為優良，但是產生若干縮孔狀凹斑。拉伸彈性模數為30GPa，拉伸強度為160MPa、拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示16%之極高的值。因此，無法應用於結構材。
[比較例4]
與比較例3同樣地製造樹脂漿體，並在聚丙烯膜上塗布所製造的樹脂漿體後，將被切割成長度為25毫米之碳纖維(拉伸強度為1,500MPa、拉伸彈性模數為740GPa、800根)，以平均單位面積的重量成為700克/平方公尺的方式均勻地落下、撒布。隨後，與比較例3同樣地，來得到纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠之纖維均勻地流動至其端部。產生稍微翹曲之另一方面，因為樹脂含有成分較多，與比較例2的情況比較時平滑性較為優良，但是產生若干縮孔狀凹斑。拉伸彈性模數為15GPa，拉伸強度為180MPa、拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示14%之極高的值。因此，無法應用於結構材。
<纖維段長度比較－參照表4> [比較例5] [比較例6]
在實施例1的切槽圖案，除了變更切槽的間隔L(纖維 段長度L)以外，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。纖維段長度L係比較例5時為7.5毫米、比較例6時為120毫米。伴隨著，在積層基材，在配向方向相同的鄰接層，由一方的層的預浸漬基材的切槽所構成的列，相對於由另外一方的層的預浸漬基材的切槽所構成的列，係以在纖維的配列方向，前述間隔L的各0.5倍的方式偏移，該往纖維長度偏移係比較例5為3.75毫米，比較例6係60毫米。
在比較例5，所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，纖維均勻地流動至其端部。亦無翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性，但是拉伸強度為320MPa，與實施例1或實施例10至13的情況比較時，係較低的值。在比較例6，所得到的纖維強化塑膠未完全流動至模具的空穴全面，能夠在端部觀察到樹脂富部。認定有纖維彎曲，且亦認定有翹曲。
<預浸漬基材的厚度比較－參照表6> [比較例7]
除了藉由變更實施例1的切槽原料預浸漬基材的平均單位面積的碳纖維的重量，來改變原料預浸漬基材的厚度以外，與實施例1同樣地進行，來得纖維強化塑膠。
使平均單位面積的碳纖維重量為25(克/平方公尺)、並使厚度為0.025(毫米)。
所得到的纖維強化塑膠，任一者之纖維都沒有彎曲，纖維均勻地流動至其端部。亦無翹曲，且具有良好的外觀 品質及保持平滑性，但是因為切槽原料預浸漬基材的厚度極薄，所以有製造成本變為非常高之問題。
<纖維體積含有率的比較－參照表7> [比較例8] [比較例9]
除了藉由變更實施例1的切槽原料預浸漬基材的平均單位面積的碳纖維的重量，來改變纖維體積含有率Vf以外，與實施例1同樣地進行，來得纖維強化塑膠。平均單位面積的碳纖維重量(克/平方公尺)、及纖維體積含有率Vf(%)係比較例8為158克/平方公尺、及70%，比較例9為90克/平方公尺、及40%，
比較例8所得到的纖維強化塑膠之纖維有彎曲，在承受與模具摩擦的表面部，具有纖維未充分流動至端部的部位。在表面部有樹脂欠缺，外觀品質差，且亦產生翹曲。比較例9所得到的纖維強化塑膠，沒有翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性，但是拉伸彈性模數為33GPa、拉伸強度為320MPa，與實施例1或實施例27至30的情況比較時，係非常低的值。
<預浸漬基材的形態比較－參照表12> [實施例60]
與實施例1同樣地進行，來製造原料預浸漬基材，並使用自動裁斷機，如第14圖(a)所示，插入朝向從纖維的配列方向(在第14圖(a)，係垂直方向VD)傾斜10°的方向之連續且直線的多數根切槽，來製造具有切槽之預浸漬基 材。各切槽的間隔係等間隔。從具有該切槽之預浸漬基材，切取面積300×300毫米的大小的預浸漬基材，此時，因為切槽係連續，所以能夠以纖維不會分散、且從該面積的周圍5毫米的寬度不會存在切槽的狀態，來插入各切槽。
從該製造的預浸漬基材，在從碳纖維的配向方向(0°方向)、及從碳纖維的配向方向往右偏移45度的方向(45°方向)，準備各自切取面積300×300毫米大小而成之2種類的積層用預浸漬基材。積層用預浸漬基材之整體的面積為300×300毫米且從其周圍5毫米的寬度未具有切槽。又，切槽存在的面積為290×290毫米。被切槽分割而成的纖維段長度L為30毫米。因為該預浸漬基材所使用的環氧樹脂在25℃的環境下，黏度為2×104 Pa．s，預浸漬基材係膠黏性。
將上述積層用預浸漬基材以16層模擬等方向([－45/0/＋45/90]2S )的方式層積後，並將各周圍切去25毫米，來得到全面具有切槽之面積250×250毫米之積層基材。
將所得到的積層基材，與實施例1同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部。整體沒有翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是露出鄰接層之強化纖維的部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為46GPa係大致為理論值，又，拉伸強度亦顯示590MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示5%之 極低值。從該等結果，得知所得到的纖維強化塑膠係具備能夠使用作為結構材或外板構件之力學特性及品質。又，切取所得到的纖維強化塑膠並注目切取面為0°之層時，如第16D圖所示，沒有層彎曲或未存在有纖維之部位，且樹脂富部亦幾乎未存在。又，纖維束端部亦傾斜於厚度方向(從纖維方向5°以下之程度)，可以說是應力傳達效率高的成形品。
[實施例61]
除了變更切槽的施加方式以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。在與實施例60同樣地進行所得到的原料預浸漬基材，使用自動裁斷機如第14圖(d)所示，朝向從纖維的配列方向±10°傾斜的方向，全面插入斷續且直線的多數根切槽，來製造具有切槽之預浸漬物。各切槽的間隔係等間隔。
從該具有切槽之預浸漬基材，在碳纖維的配向方向(0°方向)、及從碳纖維的配向方向往右偏移45度的方向(45°方向)，各自切取面積300×300毫米大小的預浸漬基材，來準備積層用預浸漬基材。切槽段長度(投影長度)Ws為10毫米(實際的切槽段長度W為57.6毫米)，如第12圖所示，藉由鄰接切槽，纖維段具有被分割為長度L以下的部位，其長度在此實施例係15毫米左右°
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部，整體性地沒有翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維 露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為46GPa係大致為理論值，又，拉伸強度亦顯示550MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示4%之極低值。
又，切取所得到的纖維強化塑膠並注目切取面為0°之層時，如第16D圖所示，沒有層彎曲或沒有纖維未存在之部位，且樹脂富部亦幾乎未存在。又，纖維束端部亦傾斜於厚度方向(從纖維方向5°以下之程度)，可以說是應力傳達效率高的成形品。
[實施例62]
除了變更切槽的施加方式以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。在與實施例60同樣地進行所得到的原料預浸漬基材，使用自動裁斷機如第14圖(e)所示，朝向從纖維的配列方向10°傾斜的方向，全面插入斷續且直線的多數根切槽，來製造具有切槽之預浸基材。各切槽的間隔係等間隔。
從該具有切槽之預浸漬基材，在碳纖維的配向方向(0°方向)、及從碳纖維的配向方向往右偏移45度的方向(45°方向)，各自切取面積300×300毫米大小的預浸漬基材，來準備積層用預浸漬基材。切槽段長度(投影長度)Ws為10毫米(實際的切槽段長度W為57.6毫米)，如第12圖所示，藉由鄰接切槽，纖維段具有被分割為長度L以下的部位，其長度在此實施例係15毫米左右。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，且纖維均勻 地流動至其端部，整體性地沒有翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為46GPa係大致為理論值，又，拉伸強度亦顯示580MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示5%之極低值。
又，切取所得到的纖維強化塑膠並注目切取面為0C之層時，如第16D圖所示，沒有層彎曲或沒有纖維未存在之部位，且樹脂富部亦幾乎未存在。又，纖維束端部亦傾斜於厚度方向(從纖維方向5°以下之程度)，可以說是應力傳達效率高的成形品。
<強化纖維、基質樹脂的比較－參照表13> [實施例63]
除了硬化促進劑變更為5重量份2,4－甲苯雙(二甲脲)(PTI JAPAN(股)製“OMICURE(註冊商標)”24)以外，與實施例60同樣地進行，來製造具有切槽之積層基材，及使用其之積層基材。除了只有將使用加熱型加壓成型機加壓所得到的積層基材之時間(硬化時間)變更為3分鐘以外，使用與實施例60同樣的方法得到纖維強化塑膠。得知儘管加壓時間為實施例60的1/10，亦顯示大致同等的玻璃轉移溫度，且所使用環氧樹脂組成物具有優良的速硬化性。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。又，亦無翹曲，且即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露 出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為47GPa，拉伸強度為580MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)為4%之低值。該等與實施例60的值比較時，並不遜色。
[實施例64]
除了硬化促進劑變更為7重量份4,4－亞甲雙(苯基二甲脲)(PTI JAPAN(股)製“OMICURE(註冊商標)”52)以外，與實施例63同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。得知儘管加壓時間為實施例60的1/10，亦顯示大致同等的玻璃轉移溫度，且所使用未硬化的環氧樹脂組成物具有優良的速硬化性。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。又，亦無翹曲，且即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為47GPa，拉伸強度為580MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)為5%之低值。該等與實施例60的值比較時，並不遜色。
[實施例65]
使用在200℃加熱過的加壓機，將共聚合聚醯胺樹脂(TORAY(股)製“AMIRAN”(註冊商標)CM4000、聚醯胺6/66/610共聚物、熔點150℃)的顆粒，加工成為34微米厚度的薄膜。除了未使用離型紙以外，與實施例60同樣地進行，來製造具有切槽的預浸漬基材。聚醯胺樹脂在25℃環 境下為固體，無法測定黏度，所得到的預浸漬基材係沒有膠黏性。
裁斷成與實施例60同樣的尺寸後，因為沒有膠黏性，所以只有以模擬等方向([－45/0/＋45/90]2S )的方式重疊16層，並直接配置於具有面積300×300毫米的空穴之平板模具上的大致中央部。藉由加熱型加壓成型機，在6MPa的加壓下，於溫度200℃、成長時間為1分鐘的條件使積層基材流動，未打開模具並冷卻後脫模，來得到面積300×300毫米之平板的纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠係有若干纖維彎曲，但是纖維流動至其端部。又，因為若干的纖維分布有粗密，雖然產生稍微翹曲，但是在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有大致良好的外觀品質及平滑性。
[實施例66]
使用日本製鋼所(股)製雙軸擠壓機(TEX－30 α 2)將55重量%無規共聚合PP樹脂(PRIME POLYMER(股)製J229E、熔點155℃)及45重量%酸改性PP系樹脂(三洋化成(股)製U－MEX1010、酸價約為52、熔點為142℃、重量平均分子量為30,000)，在200℃熔融混煉成為顆粒，以在200℃加熱過的加壓機，將上述顆粒，加工成為34微米厚度的薄膜。隨後，與實施例65同樣地進行，來製造纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠係有若干纖維彎曲，但是纖維 流動至其端部。又，因為若干的纖維分布有粗密，雖然產生稍微翹曲，但是在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是能夠窺視到鄰接層之部位幾乎沒有，具有大致良好的外觀品質及平滑性。
[實施例67]
與實施例60同樣地進行，來製造樹脂薄膜。接著，在一個方向配列而成的玻璃纖維(拉伸強度為1,500MPa、拉伸彈性模數為74GPa)的兩面，藉由各自重疊、加熱所製造的樹脂薄膜，來使樹脂浸漬於多數根玻璃纖維之間，來製造平均單位面積的玻璃纖維重量為175克/平方公尺、纖維體積含有率Vf為55%、厚度為0.125毫米的原料預浸漬基材。隨後，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部，又，沒有翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為29GPa，拉伸強度為430MPa。與實施例60的值比較時，雖然強化纖維的性能等級較低，但是拉伸彈性模數係接近理論值的值，且拉伸強度的變動係數(CV值)顯示3%之低值。
<切槽的斜行角度的比較－參照表14> [實施例68] [實施例69] [實施例70] [實施例71] [實施例72] [實施例73]
除了變更切槽的斜行角度以外，與實施例60同樣地進行來得到纖維強化塑膠。斜行角度在實施例68為1°，在實施例69為2°，在實施例70為5°，在實施例71為15°，在實施例72為25°，在實施例73為45°。
所得到的纖維強化塑膠，除了實施例68以外，任一者之纖維都沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部，又，任一者都沒有翹曲，即便在最外層的切槽部，除了實施例73以外，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。在實施例68，因為切槽的斜行角度較小，所以切槽之間的間隔係小至0.5毫米左右，致使難以裁斷或層積。又，或許是因為殘留有未裁斷至100毫米以下長度的纖維，若干纖維彎曲，但是纖維流動至端部。在實施例73，在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出區域係有多處存在。在此等區域，能夠觀察到若干縮孔狀凹斑。關於力學特性，除了實施例73以外，拉伸彈性模數為45至47GPa，拉伸強度係顯示460至660MPa之高值。實施例73之拉伸彈性模數為450GPa，但是拉伸強度為300MPa，與實施例60或實施例68~72比較時，係非常低。拉伸強度的變動係數(CV值)除了實施例68以外，係顯示3至5%之低值。特別是切槽角度較小的實施例68、 69、70係顯現600MPa以上的拉伸強度，另一方面，實施例68、69因為切槽角度較小，所以切槽之間的間隔小至1毫米左右，在層積時的處理性有若干困難。
<裝料率的比較－參照表15> [實施例74] [實施例75] [實施例76]
除了切取預浸漬基材的大小不同以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。切取之預浸漬基材的大小在實施例74為212×212毫米、在實施例75為285×285毫米、在實施例76為300×300毫米。裝料率在實施例74為50%、在實施例75為90%、在實施例76為100%。
所得到的纖維強化塑膠任一者都沒有纖維彎曲，且纖維係充分地流動至其端部。但是，因為實施例76之裝料率為100%，纖維實質上係未流動。在實施例74，因為纖維係長距離流動，所得到的纖維強化塑膠因為若干的纖維分布有粗密，雖然產生稍微翹曲，但是即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有大致良好的外觀品質及平滑性。
在實施例75、76所得到的纖維強化塑膠任一者都沒有纖維彎曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有大致良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為46至47GPa，拉伸強度顯示510至690MPa之高值。拉伸強度的 變動係數(CV值)亦顯示3至7%之低值。
特別是裝料率較小的實施例74因為原料預浸漬基材被拉伸成為較薄，所得到的纖維強化塑膠的各層厚度極薄，不容易從纖維束端部產生層間剝離，所以拉伸強度顯示690MPa之非常高值。
<纖維段長度的比較－參照表16> [實施例77] [實施例78] [實施例79]
在實施例60之切槽圖案，除了變更切槽的間隔亦即纖維段長度L以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。纖維段長度L在實施例77為10毫米、在實施例78為60毫米、在實施例79為100毫米。
所得到的纖維強化塑膠，除了實施例79以外，纖維沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部。實施例79所得到的纖維強化塑膠，所得到的纖維強化塑膠具有若干纖維彎曲且在承受與模具摩擦的表面部，具有纖維未充分流動至端部的部位。任一者的纖維強化塑膠都未翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為46至47GPa，拉伸強度係顯示510至650MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示3至6%之低值。
<切槽段的實際長度比較－參照表17> [實施例80] [實施例81] [實施例82]
使用與實施例62的切槽圖案之同樣的切槽圖案，並使用切削圓柱狀的金屬且在圓周上設置有複數片刀刃而成的旋轉輥來代替自動裁斷機，且壓住原料預浸漬基材，從纖維的配向方向10°斜行的方向，施加斷續且直線的多數根切槽，並變更切槽長度W以外，與實施例62同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
切槽段長度(投影長度)Ws在實施例80為17微米、在實施例81為30微米、在實施例82為170微米。實際的切槽長度W係各自在實施例80為0.1毫米、在實施例81為0.17毫米、在實施例82為1毫米。
所得到的纖維強化塑膠，除了實施例80以外，纖維沒有彎曲。在實施例80，可能是因為存在許多切槽端部，纖維產生局部流動混亂，而能夠觀察到若干纖維彎曲。所得到的纖維強化塑膠，任一者的纖維強化塑膠都未翹曲，且纖維均勻地流動至其端部，亦沒有翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為47GPa，拉伸強度係顯示690至710MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)在實施例80，雖然為9%係高一些，其他則顯示4至5%之低值。
[實施例83] [實施例84] [實施例85] [實施例86]
在實施例62之切槽圖案，除了變更切槽段長度(投影長度)Ws以外，與實施例62同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。切槽段長度Ws在實施例83為1毫米、在實施例84為1.5毫米、在實施例85為100毫米，在實施例86為120毫米。實際的切槽長度W在實施例83為5.8毫米、在實施例84為8.6毫米、在實施例85、86係在面積300×300毫米的預浸漬基材，切槽的一端係存在於預浸漬基材面內，但是另外一端係到達預浸漬基材的周邊之長切槽、且係大致連續的切槽。
所得到的纖維強化塑膠，任一者之纖維都沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部，亦未翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為45至46GPa，拉伸強度係顯示580至640MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)顯示3至6%之低值。另一方面，在實施例85、86，因為切槽係大致連續的切槽，預浸漬基材的端部係分散，在層積預浸漬基材的處理性差。
<預浸漬基材的厚度比較－參照表18> [實施例87] [實施例88]
除了藉由變更實施例60的原料預浸漬基材之平均單 位面積的碳纖維的重量來改變原料預浸漬基材的厚度以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。平均單位面積的碳纖維的重量(克/平方公尺)及厚度(毫米)係在實施例87為50克/平方公尺及0.05毫米，在實施例88為300克/平方公尺及0.3毫米。
所得到的纖維強化塑膠，任一者之纖維都沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部。又，亦未翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為46至47GPa，拉伸強度在實施例87係高達750MPa，另一方面，在實施例88雖然低一些而為370MPa，但是任一者之拉伸強度的變動係數(CV值)都顯示4至5%之低值。特別是得知藉由使具有切槽之預浸漬基材的厚度薄化，能夠提高拉伸強度。
<纖維體積含有率比較－參照表19> [實施例89] [實施例90]
除了藉由變更實施例60的原料預浸漬基材之平均單位面積的碳纖維的重量來改變在原料預浸漬基材之纖維體積含有率Vf以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
平均單位面積的碳纖維的重量(克/平方公尺)及纖維體積含有率Vf(%)係在實施例89為146克/平方公尺及65%，在實施例90為101克/平方公尺及45%。
在實施例89，所得到的纖維強化塑膠具有若干纖維彎曲且在承受與模具摩擦的表面部，具有纖維未充分流動至端部的部位。另一方面，在實施例90，所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，且纖維均勻地流動至其端部。又，任一者的纖維強化塑膠都沒有翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為39至52GPa，拉伸強度為490至630MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示4至8%之低值。纖維體積含有率Vf越大時，結果拉伸彈性模數亦越提高，但是，纖維體積含有率Vf太大時，有流動性下降的難處。
<積層構成比較－參照表20> [實施例91] [實施例92]
在實施例91，除了變更實施例60的積層構成以外，與實施例60同樣地進行來得到纖維強化塑膠。係使用將實施例60之施加有切槽的預浸漬基材層積為16層正交疊層而成之[0/90]4S 的積層基材。在實施例92，係準備由實施例60之只有無切槽的連續纖維所構成的預浸漬基材，及在該原料預浸漬基材施加切槽而成之預浸漬基材，並使用此等形成積層基材以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
使用8層由只有無切槽的連續纖維所構成的預浸漬基材與8層具有切槽之預浸漬基材，交替地層積為正交疊層 而成之[0/C90]4S (符號C係表示只有由連續纖維所構成的預浸漬基材)的積層基材。
所得到的纖維強化塑膠任一者的纖維都未彎曲，且纖維充分地流動至其端部。雖然在實施例91，所得到的纖維強化塑膠具有若干翹曲，但是即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為63至64GPa，拉伸強度係顯示680至690MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示4至5%之低值。但是，因為拉伸試驗方向係0°方向，顯示非常高的力學特性，纖維未配向於±45°的方向，所得到的纖維強化塑膠會有無法泛用之問題。
[實施例93] [實施例94] [實施例95]
在實施例93，除了變更實施例60的積層構成以外，與實施例60同樣地進行來得到纖維強化塑膠。在實施例93係使用將實施例60之施加有切槽的預浸漬基材層積為12層模擬等方向而成之[60/0/－60]2S 的積層基材。
在實施例94，係使用在實施例60之施加切槽而成的預浸漬基材、且更在其層間插入轉印實施例60的環氧樹脂薄膜而成的樹脂層而成之積層基材以外，與實施例60同樣地進行而得到纖維強化塑膠。在實施例94之前述積層基材係在16層模擬等方向性的方式層積實施例60之施加切槽 而成的預浸漬基材時，更在層間設置前述樹脂層、且[45/R/0/R/－45/R/90/R]2S (R係表示樹脂層)的積層基材。最終地纖維體積含有率Vf成為49%。
在實施例95，係使用在實施例60之施加切槽而成的預浸漬基材、且更在其最表層配置浸漬與實施例60同樣的環氧樹脂而成之纖維體積含有率Vf為55%、厚度為250微米的平織預浸漬基材而成的積層基材以外，與實施例60同樣地進行而得到纖維強化塑膠。在實施例95之前述積層基材係在16層模擬等方向性的方式層積實施例60之施加切槽而成的預浸漬基材，且更在最表層層積纖維方向係配向於0°及90°的前述平織預浸漬基材而成、且[WF0/45/0/－45/90]2S (WF係表示平織預浸漬基材)的積層基材。
實施例93、94所得到的纖維強化塑膠，任一者之纖維都沒有彎曲，纖維係充分地流動至端部。特別是在實施例94所得到的纖維強化塑膠，纖維的流動性優良，纖維係非常均勻地擴展。任一者所得到的纖維強化塑膠都無翹曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。
各自的拉伸彈性模數為47GPa及42GPa，拉伸強度為580MPa及510MPa，顯示與纖維體積含有率Vf相稱的高值。拉伸強度的變動係數(CV值)亦顯示6%與4%之低值。
在實施例95所得到的纖維強化塑膠，即便最表層的平織部係完全不流動，但是在被平織部夾住的部位，纖維係 充分地流動至端部。雖然在端部能夠觀察到特別是纖維的彎曲、或是能夠觀察到纖維束端部之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位，但是整體性無翹曲，而且具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為54GPa、拉伸強度為670MPa，且藉由混合，顯示具有高力學特性。
[實施例96]
與實施例60同樣地製造樹脂薄膜，並與實施例60同樣地將樹脂薄膜各自重疊於在一個方向配列而成的碳纖維的兩面，且加熱、加壓時，在樹脂完全地浸漬於碳纖維內的狀態，平均單位面積的碳纖維重量為125克/平方公尺，來製造纖維體積含有率Vf為55%之半浸漬預浸漬基材。
在該半浸漬預浸漬基材與實施例60同樣地插入如第11圖所示之切槽。所得到具有切槽之預浸漬基材，雖然在厚度方向中央部具有未浸漬的區域，但是未有因切槽而引起羽毛立起、或分離，且具有與實施例60同樣地具有充分的處理性。而且與實施例60同樣地進行層積、成形而得到纖維強化塑膠。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。又，亦無翹曲，且具有良好的外觀品質、平滑性。顯示拉伸彈性模數為46GPa，拉伸強度為550MPa之高值。拉伸強度的變動係數(CV值)為7%之低值。
<兩面切槽預浸漬基材的比較－表21參照> [實施例97] [實施例98] [實施例99]
在實施例60的原料預浸漬基材施加切槽之製程，從原料預浸漬基材的上面及下面，各自施加未穿貫層之切槽以外，與實施例60同樣地進行而得到纖維強化塑膠。為了在原料預浸漬基材形成切槽，使用如第18圖所示之切槽形成裝置CA18。將設置有從規定長度的周面露出螺旋狀刀刃182之旋轉輥181，依照順序壓住原料預浸漬基材RP18的上面、下面，來施加未貫穿原料預浸漬基材RP18的層之切槽C18。
將所得到兩面切槽預浸漬基材的厚度作為H，將在兩面切槽預浸漬基材的上面所施加的切槽的切槽深度作為U，且將在下面所施加的切槽的切槽深度作為D。
在實施例97，切槽深度U為35微米，該值係相當於0.28H。切槽深度D為100微米，該值係相當於0.8H。
在實施例98，切槽深度U為55微米，該值係相當於0.44H。切槽深度D為75微米，該值係相當於0.6H。
在實施例99，切槽深度U、D同時為67微米，該值係相當於0.54H。
具有切槽之預浸漬基材的上面切槽的斜行角度為10°、下面切槽的斜行角度為－10°，具有切槽之預浸漬基材的纖維係被上下的切槽所分割，且總纖維段長度L為30毫米以下。
所得到的纖維強化塑膠之任一者的纖維都沒有彎曲，纖維係均等地流動至其端部。在實施例99所得到的纖維強 化塑膠雖然存在有若干的翹曲，但是所得到的纖維強化塑膠的任一者，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。顯示拉伸彈性模數為45至46GPa之大致如理論值之值，拉伸強度為650至750MPa，與實施例60比較時係高值。特別是上面與下面的切槽量越接近，越能夠得到高拉伸強度。這是可以認為係因為上面與下面的切槽量同等，能夠使纖維束端部的厚度最小化的緣故。
[實施例100]
使用實施例60的原料預浸漬基材，來準備在上面及下面之切槽的角度係相對於纖維方向為10°及－10°之兩面切槽預浸漬基材。層積2片所準備的預浸漬基材，而得到2層積層基材。將所得到的2層積層基材作為1層分預浸漬基材，並與實施例60同樣地製造積層基材。將所製造的積層基材成形，而得到纖維強化塑膠。將2層積層基材作為1層預浸漬基材來看時，上面的切槽的切槽深度U(在第21圖係符號Hs所示之深度)及下面的切槽的切槽深度D(在第21圖係符號Hs所示之深度)，都是125微米，該值係相當於0.5H。
所得到的纖維強化塑膠，任一者之纖維都沒有彎曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。顯示拉伸彈性模數為47GPa之大致如理論值 之值，拉伸強度為690MPa，與實施例60或實施例97至99比較時，雖然每1層的厚度為2倍，但是顯示高值。拉伸強度的變動係數(CV值)係顯示4%之低值。認為因為在切槽的鄰近，纖維配置於阻止切槽開口的方向之結構，所以顯現高強度。
<傾斜切槽預浸漬基材的比較－參照表22> [實施例101] [實施例102] [實施例103] [實施例104] [實施例105]
除了對實施例60的原料預浸漬基材施加切槽後，在所得到具有切槽之預浸漬基材，對其厚度方向施加剪切力，來使切槽相對於厚度方向傾斜以外，與實施例60同樣地進行，而得到纖維強化塑膠。如實施例60，對原料預浸漬基材施加貫穿其層之垂直的切槽後，對所得到具有切槽之預浸漬基材，使用由各自不同旋轉速度之上旋轉輥及下旋轉輥所構成的夾輥，在上旋轉輥壓住預浸漬基材的上面、下旋轉輥壓住預浸漬基材的下面的狀態，使其夾輥通過。送入夾輥之預浸漬基材係使其在溫度60℃加熱、軟化而成的狀態。藉由該夾輥作用於預浸漬基材之剪切力，使強化纖維段之當初朝向預浸漬基材的厚度方向之分割面傾斜於厚度方向。
將傾斜切槽預浸漬基材7B的上面之強化纖維的分割 線與在下面的分割線之在纖維方向的距離24作為剪切距離S(參照第22圖)。在切取面積250×250毫米之傾斜切槽預浸漬基材7B上，於5處的切槽部測定剪切距離S，將其平均值代入式I，且算出切槽的構成角2226、亦即傾斜角度θ a。
在實施例101使剪切距離S為12.5毫米、使傾斜角度θ a為0.6°、在實施例102使剪切距離S為625毫米、使傾斜角度θ a為1.1°、在實施例103使剪切距離S為1毫米、使傾斜角度θ a為7.1°、在實施例104使剪切距離S為0.5毫米、使傾斜角度θ a為1.4°、在實施例105使剪切距離S為0.25毫米、使傾斜角度θ a為27°。
所得到的纖維強化塑膠，任一者之纖維都沒有彎曲，在實施例101所得到的纖維強化塑膠雖然存在有若干翹曲，但是所得到的纖維強化塑膠之任一者即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為46至47GPa係顯示大致理論值之值。拉伸強度在實施例101為580MPa，在實施例102為620MPa，在實施例103為620MPa，在實施例104為610MPa，在實施例105為590MPa，與實施例60比較時，係大致同等或其以上的值。但是，纖維束端部的傾斜角度小於1°之實施例101，剪切距離S非常長，致使每切槽部的剪切距離S的偏差大，致使成形製程缺乏穩定性。
<追加樹脂的賦與面積比較－參照表23> [實施例106]
如下進行來準備追加樹脂層的形成所使用的不織布。亦即，共聚合聚醯胺樹脂(TORAY(股)製“AMIRAN”(註冊商標)CM4000、聚醯胺6/66/610共聚物、熔點155℃)的顆粒，藉由熔體吹塑來製造平均單位面積的樹脂重量為30克/平方公尺之不織布。聚醯胺樹脂在25℃環境下為固體，黏度無法測定，所得到的不織布基材無膠黏性。將所得到的不織布基材裁斷成0.2毫米寬度的帶狀。在具有與實施例60同樣的切槽之預浸漬基材的兩面，以被覆全部的連續切槽且切槽係位於帶狀的不織布基材的寬度中心之方式，在纖維方向±0.1毫米的寬度，配置帶狀的不織布基材。基於環氧樹脂的膠黏性，只有藉由按壓即能夠使不織布基材黏附於預浸漬基材。
如此進行所得到的複合預浸漬基材(附帶追加樹脂層預浸漬基材)整體的纖維體積含有率Vf係相當於53%。將該複合預浸漬基材層積而製造積層基材，並將所製造的積層基材成形而得到纖維強化塑膠。
將只有1層複合切槽預浸漬基材，直接在未施加壓力的烘箱內，以溫度130℃處理時間2小時使其硬化，並切取剖面時，相對於沒有追加樹脂層部位的層厚度平均為125微米，追加樹脂層係存在於兩面之部位的層厚度，因為追加樹脂層係不織布，厚度未均勻，平均為175微米。
將追加樹脂層係存在於兩面之部位，在與纖維方向垂直的面切取，並藉由光學顯微鏡觀察時，在從追加樹脂層 的層表面10微米左右的深度之部位，確認追加樹脂層係存在於強化纖維周圍。在剖面之追加樹脂層所佔有的面積與預浸漬基材整體比較時，未大於10%、且實質上追加樹脂層未進入預浸漬基材的層內，又，得知追加樹脂層的厚度為平均25微米左右。
所得到的纖維強化塑膠之纖維沒有彎曲，即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是能夠窺視到鄰接層之部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數為45GPa、拉伸強度為580MPa，係與實施例60時同等水準。因為追加樹脂的不織布帶係非常細，有無法被覆切槽的全部之可能性。
[實施例107] [實施例108]
除了形成追加樹脂層之不織布基布的賦予面積不同以外，與實施例106同樣地進行而纖維強化塑膠。帶狀的不織布基材寬度在實施例107為3毫米，在實施例108為20毫米。切槽係被不織布帶被覆，不織布帶的寬度中心係以位於切槽的位置之方式配置在預浸漬基材上。在纖維的配列方向，從切槽位置至不織布帶的寬度端部的距離在實施例107為±1.5毫米，在實施例108為±10毫米。與實施例106同樣地，追加樹脂層係層狀地配置，並確認未進入預浸漬基材的層內，追加樹脂層的厚度係平均為25微米左右。
所得到的纖維強化塑膠，任一者之纖維都沒有彎曲， 且任一者即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸彈性模數雖然低一些而為37至44GPa、拉伸強度為590至680MPa，係顯示與實施例60時同等以上的高物性。在實施例108，隨著追加樹脂的被覆面積增大，能夠觀察到彈性模數或拉伸強度有降低一些的傾向。
[實施例109]
除了將與實施例106同樣地進行所得到的追加樹脂層形成用不織布基材，賦予在實施例60的預浸漬基材的兩面的整面以外，與實施例106同樣地進行而纖維強化塑膠。與實施例106同樣地，追加樹脂層係層狀地配置，並確認未進入預浸漬基材的層內，追加樹脂層的厚度係平均為25微米左右。
所得到的纖維強化塑膠，任一者之纖維都沒有彎曲，且即便在最外層的切槽部，未存在強化纖維之樹脂富部或是能夠窺視到鄰接層之部位幾乎沒有，具有良好的外觀品質及平滑性。拉伸強度為590 MPa，與實施例60時係同等。因為拉伸彈性模數為34GPa及纖維體積含有率Vf為低落，雖然大幅度地降低，但是藉由在層間全面地配置拉伸強度高的追加樹脂，能夠得到提升對面外負荷的耐久性之效果
<積層構成比較－參照表20> [參考例3] [參考例4]
除了將實施例60之積層基材的積層構成變更以外，與實施例60同樣地進行，得到纖維強化塑膠。在參考例3係使用將實施例60之施加切槽而成的預浸漬基材，在8層相同方向層積而成之[0]8 的積層基材。參考例4係使用將實施例60之施加切槽而成的預浸漬基材，在16層層積而成之[0/45]4S 的積層基材。
在參考例3所得到的纖維強化塑膠，纖維只有在90°方向流動，在0°方向有些地方會有如鬍鬚狀的纖維飛出之部分，但是基本上纖維未流動。在0°方向的空穴的空隙積存有被擠出的樹脂，且所得到的纖維強化塑膠的外觀品質差。參考例4所得到的纖維強化塑膠雖然在空穴整體纖維流動，但是與積層構成同樣地，纖維的流動具有異方向性，且纖維彎曲大。又，所得到的纖維強化塑膠的翹曲大。又，所得到的纖維強化塑膠之翹曲大。所得到任一者的纖維強化塑膠在最外層的切槽部，存在許多樹脂富部或是鄰接層之強化纖維露出部位
以下，顯示比較例。
<纖維段的長度之比較－參照表16> [比較例10] [比較例11]
在實施例60的切槽圖案，除了變更切槽的間隔L(纖維段的長度)以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。纖維段長度L在比較例10為7.5毫米、比較例11為120毫米。
在比較例10，所得到的纖維強化塑膠，纖維沒有彎曲、且纖維充分地流動至其端部。亦未翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性。但是拉伸強度為4400MPa，與實施例60或實施例77至79的情況比較時係低值。在比較例11，所得到的纖維強化塑膠未完全流動至模具的空穴全面，能夠在端部觀察到樹脂富部。纖維彎曲且亦產生翹曲。
<預浸漬基材的厚度比較－參照表18> [比較例12] [比較例13]
除了藉由變更實施例60的原料預浸漬基材之平均單位面積的碳纖維的重量來改變原料預浸漬基材的厚度以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。
平均單位面積的碳纖維的重量(克/平方公尺)及厚度(毫米)係在比較例12為25克/平方公尺及0.025毫米，在比較例13為400克/平方公尺及0.4毫米。
所得到的纖維強化塑膠係任一者都沒有纖維彎曲、且纖維充分地流動至其端部。又，都未翹曲，且具有良好的外觀品質及平滑性。但是，在比較例12，因為切槽原料預浸漬基材的厚度極薄，會有纖維強化塑膠的製造成本變為非常高之問題。又，得知在比較例13，所得到的纖維強化塑膠之拉伸強度為320MPa，與實施例60或實施例87、88比較時係相當低落。
<纖維體積含有率的比較－參照表19> [比較例14] [比較例15]
除了藉由變更實施例60的原料預浸漬基材之平均單位面積的碳纖維的重量來改變在原料預浸漬基材之纖維體積含有率Vf以外，與實施例60同樣地進行，來得到纖維強化塑膠。平均單位面積的碳纖維的重量(克/平方公尺)及纖維體積含有率Vf係在比較例14為158克/平方公尺及70%，在比較例15為90克/平方公尺及40%。
在比較例14所得到的纖維強化塑膠，纖維彎曲且在承受與模具摩擦的表面部，纖維未充分流動至端部。在表面部樹脂欠缺，外觀品質差、且產生翹曲。在比較例15所得到的纖維強化塑膠，無翹曲且具有良好的外觀品質及平滑性。但是拉伸彈性模數為36GPa，拉伸強度為440MPa，與實施例60或實施例89、90比較時係相當低的值。
C‧‧‧切槽、切槽段
CA‧‧‧強化纖維的切斷裝置
CE‧‧‧強化纖維的切斷端部
CO‧‧‧切槽的重複部分
CP‧‧‧切槽圖案
CR‧‧‧切槽列
F‧‧‧強化纖維
FP‧‧‧纖維強化塑膠(成形品)
FS‧‧‧強化纖維段
H‧‧‧預浸漬基材的厚度
HD‧‧‧水平方向
Hs‧‧‧切槽的切槽深度
L‧‧‧纖維段的長度
La‧‧‧在鄰接切槽的纖維的配列方向之距離
LB‧‧‧積層基材
P‧‧‧預浸漬基材
RP‧‧‧原料預浸漬基材(預備預浸漬基材)
S‧‧‧預浸漬基材上面的纖維的分割位置與下面的纖維的分割位置之間的纖維的配列方向之距離
VD‧‧‧垂直方向
W‧‧‧切槽段的長度方向的切槽長度
Ws‧‧‧切槽段的投影長度(切槽的長度)
θ a‧‧‧相對於預浸漬基材厚度方向之切槽的傾斜角度
θ b‧‧‧相對於在預浸漬基材表面之纖維的配列方向之切槽的傾斜角度
P3a、P3b、P3c、P3d‧‧‧預浸漬基材
P4a、P4x、P4y‧‧‧預浸漬基材
P5‧‧‧兩面切槽預浸漬基材
11‧‧‧強化纖維
12‧‧‧切槽段投影長度
13‧‧‧寬度
14‧‧‧切槽段上之點X
31‧‧‧未切槽預浸漬基材
41‧‧‧成形下模
42‧‧‧施加壓力
43‧‧‧樹脂的流動方向
44‧‧‧間隙(開口部)
51、61‧‧‧厚度H
52‧‧‧間隔La
53‧‧‧切槽段間之距離
62‧‧‧在傾斜切槽預浸漬基材之強化纖維的分割線
63‧‧‧分割線在纖維方向之距離
64‧‧‧分割線
71a、81a‧‧‧上旋轉輥
71b、81b‧‧‧下旋轉輥
72b‧‧‧切斷刀刃
91‧‧‧纖維長度方向0.5X
101‧‧‧纖維段長度
111‧‧‧切槽C11的斜行角度θ b
112、122‧‧‧相鄰切槽的間隔(纖維長度方向)
121‧‧‧切槽C12的斜行角度θ b
123‧‧‧切槽段長度Ws
124‧‧‧切槽分割寬度
151、161、171‧‧‧短纖維層
152、172‧‧‧切槽開口部
153、163‧‧‧鄰接層
154‧‧‧樹脂富部
155‧‧‧被鄰接層侵入之區域
156、165‧‧‧纖維束端部
157‧‧‧層的彎曲部
162‧‧‧纖維旋轉
181‧‧‧旋轉刀刃輥
182‧‧‧螺旋狀刀刃
183‧‧‧箭號
192a、193a‧‧‧長度方向
192b‧‧‧橫向
193b‧‧‧寬度方向
194A‧‧‧移動頭
195A‧‧‧壓切刀刃
195B、196‧‧‧旋轉刀刃
197A、197B‧‧‧箭號
221、231‧‧‧預浸漬基材厚度H
222‧‧‧纖維分割線
223‧‧‧上下面切槽距離(纖維配列方向)
232‧‧‧切槽位置部位
234L‧‧‧追加樹脂層長度(右方向或左方向)
233‧‧‧追加樹脂層
233t‧‧‧追加樹脂層厚度
第1圖係本發明的預浸漬基材的一個例子之平面圖。
第2圖係本發明的預浸漬基材所具有的切槽圖案的6個例子之平面圖。
第3A圖係本發明的積層基材的一個例子之一部分剖視平面圖。
第3B圖係第3A圖之A－A箭視剖面圖。
第4A圖係本發明的積層基材的一個例子之載置在模具上的狀態之縱剖面圖.
第4B圖係說明在第4A圖所示積層基材成形壓力產生作用後的情況之積層基材的變形狀態之縱剖面圖。
第5圖係本發明的兩面切槽預浸漬基材的一個例子之縱剖面圖。
第6圖係本發明的傾斜切槽預浸漬基材的一個例子之縱剖面圖。
第7圖係用以形成本發明的預浸漬基材之切槽的切槽形成裝置的一個例子之概略側面圖。
第8圖係用以形成本發明的傾斜切槽預浸漬基材的傾斜切槽之切槽形成裝置的另外一個例子之概略側面圖。
第9圖係用以說明本發明的積層基材的一個例子之鄰接層的切槽圖案的位置關係的一個例子之本發明的預浸漬基材一個例子的平面圖。
第10圖係本發明的預浸漬基材的另外一個例子之平面圖。
第11圖係本發明的預浸漬基材的另外一個例子之平面圖。
第12圖係本發明的預浸漬基材的又另外一個例子之平面圖。
第13圖係用以比較在本發明的預浸漬基材之切槽的切槽圖案之二個切槽圖案的例子之平面圖。
第14圖係在本發明的預浸漬基材所形成的切槽圖案的5個例子之平面圖。
第15A圖係由具有切槽之預浸漬基材所構成的積層基材之一個例子的斜視圖。
第15B圖係在第15A圖之A－A箭視剖面圖。
第15C圖係說明在第15A圖所示積層基材成形壓力產生作用後的情況之積層基材的變形狀態之斜視圖。
第15D圖係在第15C圖之A－A箭視剖面圖。
第16A圖係本發明的積層基材之一個例子的斜視圖。
第16B圖係在第16A圖之A－A箭視剖面圖。
第16C圖係在第16A圖所示積層基材成形壓力產生作用後的情況之積層基材的變形狀態之斜視圖。
第16D圖係在第16C圖之A－A箭視剖面圖。
第17A圖係本發明的積層基材之另外一個例子的斜視圖。
第17B圖係在第17A圖所示積層基材成形壓力產生作用後的情況之積層基材的變形狀態之斜視圖。
第18圖係用以形成本發明的預浸漬基材之切槽的切 槽形成裝置的一個例子之概略斜視圖
第19A圖係用以在為了製造本發明的預浸漬基材之預備預浸漬基材的配列及對配列後的預備預浸漬基材形成切槽之切槽形成裝置的另外一個例子之概略斜視圖。
第19B圖係用以在為了製造本發明的預浸漬基材之預備預浸漬基材的配列及對配列後的預備預浸漬基材形成切槽之切槽形成裝置的另外一個例子之概略斜視圖。
第20圖係本發的積層基材之另外一個例子的平面圖。
第21圖係在本發明的斜行切槽預浸漬基材，從其上面及下面插入切槽而成之兩面切槽預浸漬基材的一個例子之縱剖面圖。
第22圖係在本發明的斜行切槽預浸漬基材，而且切槽係與預浸漬基材的厚度方向傾斜而成的傾斜切槽預浸漬基材的一個例子之縱剖面圖。
第23圖係本發明的附帶追加樹脂層之預浸漬基材的一個例子之縱剖面圖。
11‧‧‧強化纖維
12‧‧‧切槽段投影長度
13‧‧‧寬度
14‧‧‧切槽段上之點X
CO1‧‧‧切槽的重複部分
C1‧‧‧切槽
C1b、C1c、C1d‧‧‧切槽
CRa、CRb、CRc、CRd‧‧‧切槽列
C1bE、C1dE‧‧‧切槽端部
FS1‧‧‧強化纖維段
F1‧‧‧強化纖維
L‧‧‧纖維段的長度
P1‧‧‧預浸漬基材
Ws‧‧‧切槽段的投影長度(切槽的長度)
VD‧‧‧垂直方向
HD‧‧‧水平方向

Claims (9)

  1. 一種預浸漬基材，係由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及存在於該等多數根強化纖維之間的基質樹脂所構成之預浸漬基材，該預浸漬基材係在其全面具有多數根切槽(該等切槽具有橫過該強化纖維的方向)，且實質上全部的該強化纖維係被該切槽分割，藉由該等切槽而被分割的各強化纖維段的長度L係10至100毫米，且該預浸漬基材的厚度H為30至300微米，在該預浸漬基材的纖維體積含有率Vf為45至65%，且在該預浸漬基材的表面，該各切槽與該強化纖維配列方向所構成的斜行角度θb之絕對值為2至25°，再者該各切槽係各自跨及該預浸漬基材總寬度範圍且連續。
  2. 如申請專利範圍第1項之預浸漬基材，其中該各切槽係直線狀設置，且該各強化纖維段的長度L係實質上相同。
  3. 一種預浸漬基材，係由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及存在於該等多數根強化纖維之間的基質樹脂所構成之預浸漬基材，該預浸漬基材係在其全面具有多數根切槽(該等切槽具有橫過該強化纖維的方向)，且實質上全部的該強化纖維係被該切槽分割，藉由該等切槽而被分割的各強化纖維段的長度L係10至100毫米，且該預浸漬基材的厚度H為30至300微米，在該預浸漬基材的纖維體積含有率Vf為45至65%，該各切槽係由具有一定長度之切槽段所構成，使該切槽段在該強化纖維配列方向投影時之該切槽段在與該強化纖維配 列方向直角的方向之投影長度Ws為1至10毫米，且該預浸漬基材的厚度H為30至150微米，且該切槽段係從該預浸漬基材的上面及下面各自往該預浸漬基材的厚度方向，以未貫穿該預浸漬基材的方式設置，相對於該預浸漬基材的厚度H，該切槽段的切槽深度Hs為0.4H至0.6H，並且使該上面的任意切槽段A與在強化纖維配列方向鄰接該切槽段之該上面的切槽段B之間隔為La時，該La為10至100毫米，且從該切槽段A往該切槽段B方向之在前記強化纖維配列方向之距離為0.4La至0.6La之位置，在該下面之切槽段C係位於幾何中心，且位於該上面的該切槽段A與該切槽段B之間之該強化纖維的一部分係被該上面的該切槽段A及該下面的該切槽段C、或是被該上面的該切槽段B及該下面的該切槽段C所分割，同時在該上面之切槽段的幾何形狀及/或在該下面之切槽段的幾何形狀係相同。
  4. 一種預浸漬基材，係由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及存在於該等多數根強化纖維之間的基質樹脂所構成之預浸漬基材，該預浸漬基材係在其全面具有多數根切槽(該等切槽具有橫過該強化纖維的方向)，且實質上全部的該強化纖維係被該切槽分割，藉由該等切槽而被分割的各強化纖維段的長度L係10至100毫米，且該預浸漬基材的厚度H為30至300微米，在該預浸漬基材的纖維體積含有率Vf為45至65%，該各切槽係由具有一定長度之切槽段所構成，使該切槽段在該 強化纖維配列方向投影時之該切槽段在與該強化纖維配列方向直角的方向之投影長度Ws為1至10毫米，且該預浸漬基材的厚度H為30至150微米，且該切槽段能夠以具有傾斜角度θa並傾斜於該預浸漬基材的厚度方向之方式設置，在任意的切槽段，使在該預浸漬基材的上面之該強化纖維的分割線的位置與在下面之分割線的位置之在該強化纖維配列方向之距離為S時，由該距離S與該預浸漬基材的厚度H並依據下式(式I)所求取的該傾斜角度θa為1至25°，
  5. 一種積層基材，係層積複數片預浸漬基材(由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及黏附於該強化纖維的基質樹脂所構成)並整體化而成之積層基材，該被層積的預浸漬基材之至少一部分係如申請專利範圍第1項之預浸漬基材，該被層積的預浸漬基材之該強化纖維配列方向係由至少不同的2個方向所構成。
  6. 一種積層基材，係層積複數片預浸漬基材(由實質上在一個方向配列而成的多數根強化纖維、及黏附於該強化纖維的基質樹脂所構成)並整體化而成之積層基材，該被層積的預浸漬基材之至少2片，係由互相鄰接之如申請專利範圍第1項之預浸漬基材所構成，並且該等鄰接2片預浸漬基材的該強化纖維配列方向係實質上相同，且該鄰接2片預浸漬基材的該切槽段在該強化纖維配列方向 之配列間隔係相同，且該鄰接2片預浸漬基材之一方的預浸漬基材的該切槽段的位置與另一方的預浸漬基材的該切槽段的位置，係在該強化纖維配列方向偏移。
  7. 一種纖維強化塑膠，係由積層體(複數層層積由實質上配列於一個方向的強化纖維所構成的強化纖維層而成)與基質樹脂所構成之纖維強化塑膠，該強化纖維層之至少2層係以該強化纖維配列方向相異的狀態層積而成，且纖維體積含有率Vf為45至65%，由1層該強化纖維層及該強化纖維層所附帶的該基質樹脂所構成之纖維-樹脂層的至少1層纖維-樹脂層，係在該層的全面具有複數的切槽開口部，該切槽開口部係由未存在有該強化纖維而存有該基質樹脂或鄰接層的該強化纖維之區域所構成，藉由該切槽開口部，該強化纖維被分割，被分割後的強化纖維的強化纖維段的長度L為10至100毫米，且在該切槽開口部的該層表面之表面積為該層的表面積的0.1至10%，接於該切槽開口部之該強化纖維的端部係對層厚度方向斜傾，該層的平均厚度Hc為15至300微米。
  8. 一種預浸漬基材之製造方法，係如申請專利範圍第1項之預浸漬基材之製造方法，由以下製程所構成，包含：準備預備預浸漬物之製程，係使多數根的強化纖維整齊一致為一個方向並浸漬基質樹脂；及對該預備預浸漬物施加切槽之製程，係將在輥外周面設置有螺旋狀的刀刃之旋轉刀刃輥壓住所準備的預備預浸漬物並切斷該強化纖維。
  9. 一種纖維強化塑膠之製造方法，係使用如申請專利範圍第5項之積層基材，並以使成形模之該積層基材的裝料率為50至95%的方式將該積層基材加壓成形。
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