TWI447009B - 複合預浸漬基材之製法、積層基材及纖維強化塑膠 - Google Patents

複合預浸漬基材之製法、積層基材及纖維強化塑膠 Download PDF

Info

Publication number
TWI447009B
TWI447009B TW096135399A TW96135399A TWI447009B TW I447009 B TWI447009 B TW I447009B TW 096135399 A TW096135399 A TW 096135399A TW 96135399 A TW96135399 A TW 96135399A TW I447009 B TWI447009 B TW I447009B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
resin
substrate
resin layer
fiber
additional
Prior art date
Application number
TW096135399A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200829408A (en
Inventor
和田原英輔
山內雅浩
武田一朗
北野彰彥
Original Assignee
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 東麗股份有限公司 filed Critical 東麗股份有限公司
Publication of TW200829408A publication Critical patent/TW200829408A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI447009B publication Critical patent/TWI447009B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • B32B5/12—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 characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
    • 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
    • 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
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • 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
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/003—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • 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
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/20—Making multilayered or multicoloured articles
    • 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
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/34—Feeding the material to the mould or the compression means
    • 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
    • B29C70/02—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers
    • B29C70/021—Combinations of fibrous reinforcement and non-fibrous material
    • B29C70/025—Combinations of fibrous reinforcement and non-fibrous material with particular filler
    • 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
    • B29C70/086—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 and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam 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
    • B29C70/16—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
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/545—Perforating, cutting or machining during or after moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/242—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using metal fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/249—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs characterised by the additives used in the prepolymer mixture
    • 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
    • B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/0036—Slitting
    • 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
    • B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/0081—Shaping techniques involving a cutting or machining operation before shaping
    • 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
    • B29C70/202—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 arranged in parallel planes or structures of fibres crossing at substantial angles, e.g. cross-moulding compound [XMC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0854—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1056—Perforating lamina
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1056—Perforating lamina
    • Y10T156/1057—Subsequent to assembly of laminae
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1082—Partial cutting bonded sandwich [e.g., grooving or incising]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24628—Nonplanar uniform thickness material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • Y10T428/24959—Thickness [relative or absolute] of adhesive layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/254—Polymeric or resinous material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/269—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension including synthetic resin or polymer layer or component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2033—Coating or impregnation formed in situ [e.g., by interfacial condensation, coagulation, precipitation, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2139—Coating or impregnation specified as porous or permeable to a specific substance [e.g., water vapor, air, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2369—Coating or impregnation improves elasticity, bendability, resiliency, flexibility, or shape retention of the fabric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2926—Coated or impregnated inorganic fiber fabric
    • Y10T442/2951—Coating or impregnation contains epoxy polymer or copolymer or polyether
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/643—Including parallel strand or fiber material within the nonwoven fabric

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

複合預浸漬基材之製法、積層基材及纖維強化塑膠
本發明係有關一種複合預浸漬基材之製法、由數張複合預浸漬基材積層所成的積層基材、以及由積層基材所成形的纖維強化塑膠。
由強化纖維與基體樹脂所成的纖維強化塑膠(以下簡稱為FRP)，由於比強度、比彈性率高、力學特性優異、具有耐候性、耐藥品性等之高功能特性等，故於產業用途中受到注目，對其需要年年提高。
具有高功能特性之FRP的成形方法，一般而言最常使用使數張在連續強化纖維薄片中含浸基體樹脂所製造的基體樹脂為半硬化狀態之預浸漬基材積層所得的積層體，藉由壓熱鍋進行加熱、加壓，使基體樹脂予以硬化，使FRP成形的壓熱鍋成形法。
藉由該壓熱鍋成形法所得的FRP，由於強化纖維為連續纖維，故具有優異的力學物性。而且，連續纖維朝一方向配列等予以規則性配列時，藉由預浸漬基材之配置或配列，可容易設計具有企求的力學物性之FRP，所製造的FRP之力學物性的不均勻情形亦小。
然而，由於強化纖維為連續纖維，故不易成形成具有3次元形狀等複雜形狀之FRP，以往主要限於製造平面形狀或近似的形狀之FRP。
適合具有3次元形狀等複雜形狀之FRP成形的成形方法，係有使用SMC(薄片成形複合物)之壓製成形等。該成形法一般在切成約25mm之短玻璃絲毡中含浸基體樹脂，使樹脂為半硬化狀態的SMC薄片藉由使用壓製機予以加熱、加壓，進行FRP之成形。大多數於加壓前，使SMC切成較成形的FRP之形狀更小，配置於成形模具上，藉由加壓使SMC拉長成企求的形狀，即進行流動且成形。因此，藉由該流動可追隨3次元形狀等之複雜形狀。
然而，SMC於其薄片化步驟中，必然會產生短玻璃絲毡之分佈斑、配向斑，故所得的FRP之力學物性降低，且導致其不均勻性變大的問題。另外，特別是薄物之構件中大多數容易產生成形的構件之彎曲情形，成形的構件表面上容易產生淺的凹漥等情形，不適合作為構造材料用之構件使用。
以解決上述FRP或其製造上的缺點為目的時，在JP63－247012A中提案有在由連續纖維與熱塑性樹脂所成的預浸漬基材中，藉由使連續纖維朝橫切方向進行使連續纖維切斷的深入切目，以提高成形時纖維之流動性，使成形品之力學物性的不均勻性變小的FRP之製法。
然而，JP63－247012A中記載的預浸漬基材，即使基體樹脂為熔融黏度高的熱塑性樹脂，由於僅在預浸漬基材上進行切入，在使用該物成形時成形品具有凹凸部時，不僅無法追隨該凹凸部形狀予以成形，且會有預浸漬基材本身及因預浸漬基材中之切目被切斷而不連續、被設為某一長度的纖維流動性惡化的問題。
本發明係以提供成形品於成形時之預浸漬基材本身、及/或因預浸漬基材中纖維之切目而不連續、被設為某一長度的纖維，具有良好的流動性、且對成形的成形品形狀之追隨性良好，使成形品成形時成形條件之選擇範圍廣泛的預浸漬基材之製法為目的。
本發明係以提供一種成形成FRP時，具有優異的力學物性、品質安定性、外觀品質之積層基材、及由上述預浸漬基材或上述積層基材所得的FRP為目的。
為解決上述課題時之本發明複合預浸漬基材的製法之一，如下所述。
一種複合預浸漬基材之製法，其特徵為朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成之原料預浸漬基材、與在至少一面該原料預浸漬基材之表面上形成的追加樹脂層所成之複合預浸漬基材，藉由(1－a)準備在由朝一方向配列的連續強化纖維所成的纖維薄片與至少部分該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成的預浸漬基材之步驟，(1－b)在至少一面於該步驟(1－a)中所準備的預浸漬基材之表面上形成追加樹脂層的步驟，以及(1－c)於該步驟(1－b)中所得的形成有追加樹脂層之預浸漬基材中進行切入，使該連續的強化纖維形成纖維長度為1~300mm之不連續狀態的步驟，所製造者。
為解決上述課題時之本發明複合預浸漬基材的另一製法，如下所述。
一種複合預浸漬基材之製法，其特徵為朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成之原料預浸漬基材、與在至少一面該原料預浸漬基材之表面上形成的追加樹脂層所成之複合預浸漬基材，藉由(2－a)準備在由朝一方向配列的連續強化纖維所成的纖維薄片與至少部分該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成的預浸漬基材之步驟，(2－b)於該步驟(2－a)中所準備的預浸漬基材上進行切入，使該連續的強化纖維形成纖維長度為1~300mm之不連續狀態的步驟，以及(2－c)在至少一面該步驟(2－b)中所得的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的預浸漬基材表面上形成追加樹脂層之步驟，所製造者。
為解決上述課題時之本發明複合預浸漬基材的另一製法，如下所述。
一種複合預浸漬基材之製法，其特徵為朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成之原料預浸漬基材、與在至少一面該原料預浸漬基材之表面上形成的追加樹脂層所成之複合預浸漬基材，藉由(3-a)準備於朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之長度的纖維端部位置在長度方向為不一致的不連續強化纖維所成的纖維薄片之步驟，(3-b)在該步驟(3-a)中所準備的纖維薄片中至少部分含浸基體樹脂，形成預浸漬基材之步驟，(3-c)在至少一面於該步驟(3-b)中所得的預浸漬基材之表面上形成追加樹脂層的步驟，所製造者。
於本發明複合預浸漬基材之製法中，以在該預浸漬基材中所形成的多數切入口，藉由使該強化纖維之配列方向朝橫切的方向切入2~50mm之長度，以間隔配列所成的切入列，與使該切入列以間隔朝該強化纖維之配列方向配列、形成，使該一列切入列朝該強化纖維之配向方向移動時，最初，切入口間重疊的其他切入列之間隔為10~100mm，於該強化纖維之配列方向中相鄰的切入列之切入位置，互相朝該強化纖維之配列方向垂直的方向偏離，且於該強化纖維之配列方向中相鄰的切入列之切入端部位置，朝該強化纖維之配列方向投影時，以0.1mm至與該強化纖維之配列方向垂直的方向相鄰的切入口中較短者之長度的0.1倍範圍內互相重疊貼合較佳。
於本發明複合預浸漬基材的製法中，以在至少一面該預浸漬基材之表面上形成的該追加樹脂層，係在全體該預浸漬基材之表面、或部分表面上形成，且所形成的追加樹 脂層之厚度為形成該強化纖維薄片之強化纖維的單纖維直徑至該原料預浸漬基材厚度之0.5倍範圍較佳。
於本發明複合預浸漬基材的製法中，以在該追加樹脂層中配合有粒狀或纖維狀填充材料較佳。
於本發明複合預浸漬基材的製法中，以形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂在室溫或樹脂分解溫度範圍內之最低黏度較該基體樹脂更低者較佳。
於本發明複合預浸漬基材之製法中，以形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂的破壞韌性較該基體樹脂更高者較佳。
於本發明複合預浸漬基材之製法中，以形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂為熱固性樹脂，形成該追加樹脂層之樹脂以熱塑性樹脂較佳。
為解決上述課題時本發明積層基材之一，如下所述。
一種積層基材，其特徵為使數張藉由本發明複合預浸漬基材之製法所製造的複合預浸漬基材，於至少一面表面上存在有追加樹脂層下予以積層，於該各複合預浸漬基材間至少部分相鄰的複合預浸漬基材互相黏合所成。
為解決上述課題時本發明之另一積層基材，如下所述。
一種積層基材，其特徵為數張由朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的纖維薄片與由該纖維薄片中含浸的基體樹脂所形成之原料預浸漬基材，在至少一方之最表層與積層層間中至少一層之層間配置有追加樹脂層予以積層，於各積層層間該原料預浸漬基材間及/或至少部分該原料預浸漬基材與該追加樹脂層之邊界被黏合、一體化。
於本發明之積層基材中，以在積層有數張複合預浸漬基材中至少2張複合預浸漬基材的追加樹脂層之厚度互相不同較佳。
於本發明之積層基材中，於該積層基材表面之追加樹脂層的厚度較該積層基材內部之追加樹脂層更厚者較佳。
於本發明之積層基材中，形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂為熱固性樹脂，形成該追加樹脂層之樹脂為熱塑性樹脂，該熱塑性樹脂係露出於積層基材之表面較佳。
為解決上述課題時，本發明之纖維強化塑膠如下所述。
一種纖維強化塑膠，其係為使本發明之積層基材進行加熱、加壓所得的纖維強化塑膠中，其特徵為在該積層基材的至少一方之表面上存在有追加樹脂層。
於本發明之纖維強化塑膠中，在該強化纖維之相鄰不連續狀態的纖維端群之間，存在有形成該追加樹脂層之樹脂較佳。
藉由本發明之複合預浸漬基材之製法，係在朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成之原料預浸漬基材中至少一方的表面上形成追加樹脂層。該追加樹脂層係於使用所製造的複合預浸漬基材、或積層此等所製造的積層基材，在加熱、加壓下製造成形品之步驟中，容易使複合預浸漬基材及/或積層基材之位置變化或形狀變化。
追加樹脂層由於係與原料預浸漬基材分別準備，形成追加樹脂層之樹脂的選擇性，於與原料預浸漬基材中之基體樹脂的關係中，不會大幅地受到限制，較為自由，可考慮成形品之製造條件、製造時纖維之流動狀態予以選擇。因此，具有成形品之製造步驟中複合預浸漬基材及/或積層基材之良好流動性、對企求的成形品之形狀的追隨性、及成形品之製造條件的選擇範圍廣泛化。所以，可製造具有優異的力學物性、品質安定性、外觀品質之纖維強化塑膠。
所製造的纖維強化塑膠，特別適合使用於含有唇部或具2次曲面等複雜形狀之構件的輸送機器(汽車、飛機、艦艇等)之構造構件、產業機械之構造構件、精密機器之構造構件、運動用具(腳踏車、高爾夫球等)之構造構件等。
〔實施發明之最佳形態〕
本說明書中之用語「原料預浸漬基材」，係指朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成之原料預浸漬基材。藉由本發明複合預浸漬基材之製法所製造的複合預浸漬基材，就在至少一方原料預浸漬基材之表面上形成有追加樹脂層而言，與原料預浸漬物有所區別。用語「纖維薄片」，係指習知使預浸漬物或其製造時廣泛使用的樹脂含浸前之數條纖維為薄片狀或膠帶狀配列的薄片。形成該纖維薄片之數條纖維，通常在塗覆於基體樹脂之薄片狀或膠帶狀脫模紙上，在含浸基體樹脂之狀態下予以配列。
基體樹脂可於纖維薄片中經過數條配列纖維全體上實質上完全被含浸，亦可在數條配列纖維上部分被含浸。基體樹脂完全被含浸時，由於可確實使使用複合預浸漬基材所成形的FRP之空隙率變小，故基體樹脂實質上完全含浸於纖維薄片之原料預浸漬基材，於本發明之實施中為較佳的使用例。
此處所指的實質上完全被含浸，通常係指空隙率為2%以下之狀態。而且，部分含浸通常係指空隙率大於2%的狀態、或並非沒有形成空隙之但局部具有配列纖維為乾燥的部分(沒有附著樹脂的部分)之狀態(半預浸漬的形態)。而且，本發明所使用的纖維或含纖維之用語(例如「纖維方向」等)的纖維，沒有特別限制時，係指強化纖維。
第1圖係為使4張藉由本發明複合預浸漬基材之製法所製造的複合預浸漬基材a予以積層的積層基材b之簡略截面圖。於第1圖中，4張複合預浸漬基材a係積層方向(纖維之配列方向)各偏離90°、4層積層，形成積層基材b。積層基材b係載持於模具之底模具12的上面。於第1圖中，自上方第2層、第4層之原料預浸漬基材a’，於中央部分具有藉由切入口所形成的強化纖維3之不連續端群4。各層間11a、11b及11c、以及自上方第4層與底模具12之間存在有追加樹脂層10a、10b、10c、10d。於下述中，就不考慮此等之層間、以及此等追加樹脂層之一在積層基材b中此等之位置予以稱呼時，各使用層間11、及追加樹脂層10。
第2圖係為使用第1圖之積層基材b所製造的本發明FRPc之簡略截面圖。FRPc係為在第1圖之積層基材b自上方施加壓製壓力所成形者。於第2圖中，自上方第2層、第4層，在中央部左右分離，為第1圖之積層基材b時，鄰接的強化纖維之相鄰不連續端群4間之間隔13擴大，形成間隙13a。而且，第1圖之積層基材b之層間11a、11b、11c或第4層與底模具12之間具有的追加樹脂層10a、10b、10c、10d，於第2圖之FRPc中在層間或表面上薄薄地伸長，且由強化纖維之相鄰的不連續端群4間經擴大的間隔13所形成的間隙13a中作為樹脂15流入，掩埋間隙13a。
第4圖係為使4張習知的預浸漬基材a’予以積層的積層基材d之簡略截面圖。該習知的預浸漬基材a’，由於與第1圖所示之原料預浸漬基材a’相同，故使用相同的符號a’。於第4圖中，4張預浸漬基材a’係積層方向(纖維之配列方向)各偏離90°、4層積層，形成積層基材d。於第4圖中，自上方第2層、第4層之預浸漬基材a’，於中央部分具有藉由切入口所形成的強化纖維3之不連續端群4。
第5圖係為使用第4圖之積層基材d所製造的習知FRPe之簡略截面圖。FRPe係為在第4圖之積層基材d中自上方施加壓製壓力所成形者。於第5圖中，自上方第2層、第4層，在中央部左右分離，為第4圖之積層基材d時，鄰接的強化纖維之相鄰不連續端群4間之間隔13被擴大，形成間隙13a。由強化纖維之相鄰的不連續端群4間經擴大的間隔13所形成的之間隙13a中，自各層擠出的基體樹脂侵入、或侵入鄰接層。然而，可侵入間隙13a之樹脂量不足，於間隙13a中產生空隙14。
藉由本發明複合預浸漬基材之製法所製造的複合預浸漬基材a，係不連續強化纖維3朝一方向配列，且在至少一方之原料預浸漬基材a’的表面上具有層狀樹脂層、即追加樹脂層10。藉由具有該構成，可達成下述之效果。
第1係藉由使強化纖維朝一方向拉齊，藉由複合預浸漬基材a於積層時之配向方向，可控制強化纖維3之配列方向。該強化纖維為朝一方向配列的複合預浸漬基材a時，可設計具有企求的力學物性之FRP，所製造的FRP之品質安定性亦優異(第1效果)。
第2係藉由強化纖維3為不連續，可使FRP成形時複合預浸漬基材a朝強化纖維3之配向方向流動。於第1圖中，在強化纖維3之寬度方向(自上方第1層、第3層之左右方向)，使由原料預浸漬基材a’所成的層予以伸張。同時朝強化纖維3之纖維方向(自上方第2層、第4層之左右方向)，藉由使相鄰的不連續端群4間之間隔13擴大，使複合預浸漬基材a之全體面積予以伸張，可實現優異的成形性(良好的流動性、形狀追隨性及廣泛的成形條件之選擇範圍等)(第2效果)。
另外，強化纖維3僅為連續纖維時，由於複合預浸漬基材a無法朝纖維配向方向流動，故無法形成具有複雜形狀之FRP。
強化纖維3為不連續時，於複合預浸漬基材a中其纖維長度為有限長度，即係指強化纖維3之長度較複合預浸漬基材a之纖維配列方向的複合預浸漬基材a之全長更短。具體而言，強化纖維3之纖維長度為1~300mm之範圍。較佳的纖維長度為10~100mm，更佳的纖維長度為5~30mm。纖維長度未達1mm時，強化纖維因成形時之流動，其配向容易產生混亂情形，力學物性大為降低。
此外，纖維長度大於300mm時，纖維長度過長，會有強化纖維之流動性惡化，力學物性之不均勻性變大的情形。而且，纖維長度在上述範圍內時，於FRP中強化纖維為不連續，藉由強化纖維可具有企求的FRP之補強校果。以不連續、朝一方向配列的強化纖維之具體形態，如下所述。
第3係為藉由形成在至少一方原料預浸漬基材a’之表面上具有層狀追加樹脂層10的複合預浸漬基材a，可實現更為優異的成形性(第3效果)。
就具有藉由與上述第2效果之相乘效果，該效果可變得更大而言，係為本發明之特徵之一。強化纖維3僅為不連續時，於FRP成形時原料預浸漬基材a’之全體面積的伸張不夠充分。發現使數張原料預浸漬基材a’予以積層形成的積層基材b或積層基材d之成形性，不僅在原料預浸漬基材a’單獨全體面積予以伸張，且受到積層的相鄰預浸漬基材間之相互作用(層間11a、11b、11c之摩擦阻力)亦有極大的影響，係為使數張複合預浸漬基材a予以複數層積層的積層基材b之發明。
於第1圖中，藉由自積層基材b之上方至下方施加壓製壓力，使各層之厚度變薄，朝強化纖維3之寬度方向(自上方第1層、第3層之左右方向)使原料預浸漬基材a’予以伸張。另外，經由層間11a、11b、11c，各層之伸張差形成剪切力被傳達，朝強化纖維3之纖維方向(自上方第2層、第4層之左右方向)施加荷重。
如第2圖所示，藉由該荷重使自上方第2層、第4層在中央部左右分離，為第1圖之積層基材b時鄰接的強化纖維之相鄰不連續端群4間形成間隔13。特別是使用由底模具12與上模具所成的模具予以壓製成形、形成FRP時，除上述要因外，受到原料預浸漬基材a’與底模具12之摩擦阻力的影響很大。追加樹脂層10a、10b、10c、10d藉由存在於層間11、及原料預浸漬基材a’與底模具12之間，原料預浸漬基材a’在FRP成形中容易滑動，提高其流動性。
本發明藉由使原料預浸漬基材a’單獨全體面積伸張，與鄰接的複合預浸漬基材a間、與複合預浸漬基材a及模具之相互作用的相乘效果，可實現更為優異、良好的流動性、形狀追隨性及廣泛的成形條件之選擇範圍。
具有該作用之追加樹脂層10，可以配置在原料預浸漬基材a’表面之一面上，亦可配置於兩面上。為以更低成本導入追加樹脂層時以前者較佳，為使複合預浸漬基材不區分表裡時以後者較佳。兩面配置時，由於具有更高的效果故於本發明中為較佳的形態。
此外，除上述效果外，藉由具有該追加樹脂層10，於FRP中可得優異的外觀品質及使空隙降低效果(第4效果)。
於FRP成形時，如第5圖所示原料預浸漬基材a’，藉由使其相鄰不連續端群4之間隔13擴大，使全面體積進行伸張時，一般而言強化纖維13之相鄰不連續端群4的間隔13擴大形成的間隙13a中，沒有基體樹脂存在。因此，自其他部分擠出基體樹脂侵入間隙13a，且侵入鄰接層，進而掩埋間隙13a。
然而，不僅基體樹脂容易被擠出而侵入間隙13a或侵入鄰接層，且習知的預浸漬基材(例如JP63－247012A中記載的原料預浸漬基材)，在間隙13a中無法以樹脂充分填充，在間隙13a中容易形成空隙14。該空隙14存在於所成形的FRP之表面時，不僅顯著損害FRP之外觀品質，且於FRP上施加荷重時，於存在空隙14之部位上產生應力集中情形，成為損害FRP之力學特性的致命缺點。另外，鄰接層於侵入間隙13a時，經積層的層彎曲，導致FRP之物性降低。
對此而言，如第2圖所示原料預浸漬基材a’在至少一方表面上具有追加樹脂層10時，由於在強化纖維3之相鄰不連續端群4之間隔13擴大形成的間隙13a中，供應(流入)形成追加樹脂層10之樹脂，如第5圖所示之空隙14之形成，確實地被抑制。換言之，形成追加樹脂層10之樹脂，係為在進行無法流入的基體樹脂之孔穴掩埋，防止產生空隙14之樹脂的供應源。此係藉由使基體樹脂擠出，形成追加樹脂層之樹脂容易流動的起因。該追加樹脂層就對FRP之外觀品質及減低FRP之空隙具有更大的效果而言，係為本發明特徵之一。
除此外之特別效果，係藉由具有該追加樹脂層，特別是可得到FRP之拉伸強度的提高效果(第5效果)。複合預浸漬基材a，由於由不連續的強化纖維3形成，一般而言以強化纖維被切斷的不連續端群4作為起點予以破壞。因此，與使用連續狀強化纖維相比時，實際上容易降低拉伸強度。
另外，特別是具有優異的破壞韌性(使用具有構成追加樹脂層之樹脂本身的狀態I破壞韌性GIC 、及使用具有追加樹脂層之複合預浸漬基材的FRP的狀態II破壞韌性GIIC )之追加樹脂層時，可使強化纖維被切斷處產生的初期破裂之產生、進展控制於最小極限，及/或例如即使產生初期破裂情形時，仍可抑制強化纖維之不連續端群與其他(例如鄰接層)之強化纖維的不連續端群連結之層間剝離之進展。因此，藉由使用在形成追加樹脂層之樹脂具有適當的破壞韌性之樹脂，可使強化纖維之不連續端群為起點之破壞抑制於最小極限。結果，可使FRP之拉伸強度更高。該追加樹脂層特別是就具有大為提高拉伸強度之效果而言，係為本發明特徵之一。
可使形成追加樹脂層之樹脂與基體樹脂為相同。此時，就追加樹脂層與基體樹脂之配合性而言，可使作為複合預浸漬基材之樹脂組成物的選擇單純化，可使製造步驟簡單化。
另外，藉由形成追加樹脂層之樹脂在室溫或樹脂分解溫度之範圍內的最低黏度(以下簡稱為最低黏度)較基體樹脂更低的樹脂，形成追加樹脂層時，可使上述第3,4之效果為最大極限。而且，原料預浸漬基材之基體樹脂為熱固性樹脂時，在其室溫或樹脂分解溫度之範圍通常約為80~150℃。藉由具有較該基體樹脂之黏度更低黏度的樹脂形成追加樹脂層時，係為本發明最佳形態之一。
具體而言，形成追加樹脂層之樹脂的最低黏度，以為基體樹脂之4/5以下較佳。更佳者為2/3以下，最佳者為1/2以下。最低黏度過低時，追加樹脂層會流出，無法具有上述第3,4之效果。
就該點而言，最低黏度以為基體樹脂之1/500以上較佳。更佳者為1/100以上。當然，形成追加樹脂層之樹脂，必須考慮與基體樹脂之黏合性或相溶性等予以選擇，例如組合同種類樹脂系中高黏度品與低黏度品等。而且，基體樹脂之黏度為充分低值時，追加樹脂層之黏度不一定必須較基體樹脂更低，亦可較基體樹脂之黏度更高，可具有充分的本發明之效果。
樹脂之最低黏度，係在昇溫速度2℃/分、震動周波數0.5Hz、平行板(直徑40mm)之條件下，自在室溫或樹脂分解溫度之範圍內之溫度與黏度的關係曲線所求得之值。測定裝置係使用Rheometric Scientific公司製黏彈性測定系統擴張型ARES。樹脂分解溫度係指以TG(熱重量分析)法、在氮氣氣氛中以昇溫速度10℃/分測定的熱減量大於30%之溫度。
就另一觀點而言，藉由使形成追加樹脂層之樹脂為具有較基體樹脂之破壞韌性(使用具有構成追加樹脂層之樹脂本身的狀態I破壞韌性GIC 、及具有追加樹脂層之複合預浸漬基材的FRP之狀態II破壞韌性GIIC )更高的破壞韌性之樹脂，可使上述第5效果發揮至最大極限。設置由具有較該基體樹脂之破壞韌性更高的破壞韌性之樹脂所成的追加樹脂層，係為本發明最佳形態之一。例如，藉由組合同種類樹脂系之高韌性品與低韌性品，或組合具有下述填充材料之追加樹脂層與不具填充材料之基體樹脂等，可達成該關係。
基體樹脂之破壞韌性為充分高時，形成追加樹脂層之樹脂的破壞韌性，不為不必要的高值，可為較基體樹脂之破壞韌性更低者，可具有充分的本發明效果。就該觀點而言，形成追加樹脂層之樹脂本身的狀態I破壞韌性GIC ，以150J/m2 以上較佳，以250J/m2 以上更佳，以450J/m2 以上最佳。而且，破壞韌性GIC 單獨考慮時，沒有特別限制上限值，換言之，愈高時不超過此等即可。然而，一般而言破壞韌性GIC 與耐熱性具有互補(trade off)關係，就該觀點而言為確保100℃以上之耐熱性時，破壞韌性GIC 以1kJ/m2 以下較佳。
使用具有追加樹脂層之複合預浸漬基材的FRP的狀態II破壞韌性GIIC ，以1kJ/m2 以上較佳，以1.5kJ/m2 以上更佳，以2kJ/m2 以上最佳。破壞韌性GIIC 單獨考慮時，沒有特別限制上限值，換言之，愈高時愈佳、不超過上述值。然而，一般而言破壞韌性GIIC 與耐熱性具有互補關係，就該觀點而言為確保100℃以上之耐熱性時，破壞韌性GIIC 以5kJ/m2 以下較佳。
樹脂之破壞韌性GIC ，可以下述順序求得。使用板狀樹脂硬化物(2±0.1mm厚度、10±0.5mm寬度、120±10mm長度)作為試驗片。由試驗片以JIS K7161－1994「塑膠－拉伸特性之試驗方法」所記載的方法為基準，測定拉伸彈性率E及泊松比v。同樣地，由加熱硬化所得的板狀硬化物(6±0.3mm厚度、12.7±0.3mm寬度、80±10mm長度)以ASTM D5045－99為基準，測定KIC 。破壞韌性GIC 係使用各測定的上述拉伸彈性率E、上述泊松比v、及上述KIC ，藉由((1－v)2 ×KIC 2 )/E之計算式求取。測定次數n為10。另外，FRP之破壞韌性GIIC ，以JIS K7086－1993「碳纖維強化塑膠之層間破壞韌性試驗方法」附屬書2中記載的方法為基準，藉由ENF試驗(端面沒有切開試驗片之彎曲試驗)予以測定。測定次數n為10。
追加樹脂層可以覆蓋全體原料預浸漬基材之表面的狀態存在，或以部分覆蓋原料預浸漬基材之表面的狀態存在。全面覆蓋狀態之追加樹脂層，例如藉由樹脂薄膜所形成。部分覆蓋狀態之追加樹脂層，例如由樹脂所成的纖維狀物(不織布、護墊、網子、篩網、織物、編物、短纖維群、連續纖維群等)或藉由樹脂所成的粒狀物之散在狀態的粒狀物之集合體所形成。
追加樹脂層以具有儘可能高的上述第3或第4效果者較佳。其中，樹脂薄膜由於以低成本且具有最高的此等效果，故較佳。就FRP之強化纖維的配合率特別高時，形成追加樹脂層之樹脂，可以為粒狀物之集合體。為粒狀物之集合體時，不僅可以使用不易薄膜化的樹脂，且可以極少的樹脂量形成企求的追加樹脂層。
使用粒狀物時，粒狀物之平均直徑(橢圓形時為平均短徑)，由於愈小時愈可均勻地分散於原料預浸漬基材之表面上，故粒狀物之平均直徑以1mm以下較佳，以250μm以下更佳，以50μm以下最佳。而且，過小時，由於其效果飽和，就該觀點而言粒狀物之平均直徑為1μm以上即可。
追加樹脂層之厚度，以強化纖維之單纖維直徑至原料預浸漬基材之厚度的0.5倍範圍較佳。追加樹脂層之厚度未達強化纖維之單纖維直徑時，層間之摩擦阻力不充分，且成形性之提高效果變小。追加樹脂層之厚度超過原料預浸漬基材之厚度的0.5倍時，以FRP之纖維配合率變得過低，會損害其輕量化效果。更具體而言，強化纖維為碳纖維，原料預浸漬基材之厚度為一般的0.1~0.6mm時，追加樹脂之厚度以5~300μm之範圍較佳。更佳者為10~80μm之範圍更佳，以15~60μm之範圍最佳。
追加樹脂層之厚度，係為以光學顯微鏡觀察複合預浸漬基材之截面時，以無規選擇的20處之高度(厚度)平均值。形成追加樹脂層之樹脂為纖維狀或粒狀集合體時，無規選擇20處樹脂以域相存在處之最高處者。
追加樹脂層特別是形成薄膜狀層時，在追加樹脂層中配合有填充材料時較佳。該填充材料之形態，例如粒狀(橢圓狀、球狀、圓球狀等)、碎片狀、鱗片狀、不連續短纖維狀(短纖維狀、磨碎纖維狀)等。特別是追加樹脂層之形態為形成薄膜狀時，填充材料可以為纖維薄片狀(不織布、護墊、網子、篩網、織物、編物、連續纖維群等)之形態。
配合有該填充材料時，藉由於搬運重量物時之圓木或滾軸之舉動(軸承效果)，可大幅地減低鄰接的複合預浸漬基材間之層間或複合預浸漬基材與模具之間的摩擦阻力，可使上述第3或第4效果更為提高。就該觀點而言，填充材料以球狀或圓球狀更佳，就輕量化而言，以中空球狀更佳。具體而言，例如無機系粒子(玻璃、碳、雲母等之粒子)、樹脂製粒子(苯酚、聚醯胺、環氧樹脂等之粒子)等。
提高追加樹脂層本身之破壞韌性的填充材料，配合於追加樹脂層時，於對FRP施予衝擊或荷重時，可抑制能量傳達、吸收或破裂產生、傳播情形。結果，可抑制複合預浸漬基材之層間的破壞情形，可使上述第5效果更為提高。
就該觀點而言，填充材料以較形成追加樹脂層之樹脂或基體樹脂具有更高的破壞韌性者較佳。具體而言，以樹脂製粒子(聚醯胺(特別是聚醯胺12)、聚醚碸、聚醚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚酮樹脂等之粒子)等。
藉由使用該樹脂製粒子，可容易使構成追加樹脂層之樹脂本身的狀態I破壞韌性GIC 控制於上述範圍內，或以150J/m2 以上較佳，以250J/m2 以上更佳。就以抑制複合預浸漬基材之層間破壞情形較流動性更為重要時，由於追加樹脂層為纖維薄片狀(特別是不織布)時，可具有更高的效果，故更佳。
由以不連續朝一方向配列的強化纖維所成的纖維薄片之典型形態，有下述3種形態。
形態A：例如藉由使牽切紡等之紡續方法所得的不連續強化纖維予以薄片化或膠帶化的形態。
形態B：使不連續強化纖維(例如短纖維)朝一方向配列、予以薄片化或膠帶化的形態。
形態C：使由連續的強化纖維所成的纖維薄片全面上使強化纖維朝橫切方向斷續切入有限長度之形態。
形態A由於可使強化纖維之不連續端群沒有以單纖維單位一致下予以無規配置，形成纖維薄片，僅成形性稍微不佳，惟可實現極高的力學特性、品質安定性。
形態B由於可使強化纖維之不連續端群以數條單纖維單位一致下規則地配置，形成纖維薄片，僅品質安定性稍微不佳，惟可實現極為優異的成形性。
形態C由於可使強化纖維之不連續端群以數條單纖維單位一致下規則地配置，形成纖維薄片，故可實現力學特性、品質安定性、成形性皆為高水準且平衡性佳。
上述各形態中，可視用途而定予以適當選擇，其中以力學特性與成形性之平衡性優異，可簡單地製造的形態C，為本發明最佳的形態。此處，有關形態C參照圖面更詳細地說明。
第3圖係為使用形態C所製造的本發明複合預浸漬基材a之例的簡略平面圖。第3圖中，係為數條經連續的強化纖維3，於圖中具有上下方向(縱方向)之纖維配列方向1所配列的纖維薄片30中，使纖維配列方向1於橫切方向2、及纖維配向方向1中以間隔在強化纖維3上設置數個切入口40所成的切入配列圖型例。數條切入口40，係以間隔在強化纖維3之纖維配列方向1朝橫切方向2所配列的數個切入所成的切入列50與強化纖維3之纖維配列方向1、於間隔中藉由經配列的數個上述切入列50形成。
使用第3圖更具體地說明時，形成數個切入口40以間隔朝左右方向2所配列的數個切入口7a、7b所成的切入列7，以間隔朝左右方向2配列的數個切入口8a、8b、8c所成的切入列8，以及以間隔朝左右方向2配列的數個切入口9a、9b所成的切入列9。藉由數個切入列7、8、9，形成數個切入列50。一個切入列50之切入口40，係為朝纖維薄片30之寬度方向所必要的數目，或經過纖維薄片30全部寬度所設置者。另外，切入列50亦為朝纖維薄片30之長度方向的必要數目，或經過纖維薄片30全部長度所設置者。
第3圖中作為平面圖所描繪的複合預浸漬基材a，就考慮圖示之強化纖維3的纖維配列方向時，於第1圖中觀察最上方的複合預浸漬基材a、或位於上方第3層之複合預浸漬基材a的平面圖時，很容易理解第1圖與第3圖之關係。而且，於第3圖中，追加樹脂層10由於位於纖維薄片30之下方，圖中沒有表示。另外，於纖維薄片30中所含浸的基體樹脂之圖示被省略。第3圖中所示之數個切入口40之切入本身及其配列圖型，以下述之形態較佳。
於各切入列50中，以間隔設置的各切入口40之長度以2~50mm較佳。使某一切入列(例如切入列7)朝強化纖維3之纖維配列方向1平行移動時，最初切入口間重疊的切入列(例如切入列9)之間隔，即上下端藉由切入口(例如切入口7a、9a)切斷的強化纖維3之纖維長度6，以1~300mm較佳。
相鄰的切入列(例如切入列7與切入列8)中各切入口(例如切入口7a與切入口8a)之位置，朝強化纖維3之纖維配列方向1垂直方向2互相脫離，且相鄰的切入列(例如切入列7與切入列8)之切入端部(例如切入口7a與切入口8a之端部)的位置，朝強化纖維3之纖維配列方向1之方向投影時，以具有具重疊寬度5之互相重疊的部分較佳。藉由存在該重疊寬度5，使全部強化纖維3於其長度方向(纖維配列方向1)中為不連續的一定纖維長度(如上述具有1~300mm之纖維長度)的數條纖維所成的不連續纖維。
第3圖之複合預浸漬基材a，係由2種切入列(例如切入列7,8)所成，切入口40之形狀、尺寸及方向相同，使用切入口40之方向為強化纖維3之配列方向1的垂直方向2之切入圖型，惟強化纖維3藉由切入口40形成不連續時，切入圖型不受此等所限制。相鄰的切入列之切入口沒有朝強化纖維之配列方向1之垂直方向2脫離時，存在有沒有藉由切入切斷的強化纖維時，流動性顯著降低。
第3圖所示之複合預浸漬基材a，相鄰的切入列之切入口間的上述重疊寬度5為0.1mm以上，且相同的切入列之相鄰切入口中切入長度較短者的切入長度之0.1倍以下較佳。重疊寬度5未達0.1mm時，會存在有沒被切入口切斷下、較企求纖維長度更長的強化纖維，由於該纖維之流動性顯著受到阻害，故不為企求。重疊寬度5大於相鄰切入口中之切入長度較短者之切入長度的0.1倍時，對藉由任意1個切入口所切斷的纖維條數而言互相切入的纖維條數之比例，即較企求纖維長度更短的纖維之比例變多，於成形的FRP中，其力學物性顯著降低，故不為企求。而且，相鄰的切入口中切入長度較短的切入口，在複合預浸漬基材之端部切入為中斷時，不包含此等，此時採用沒有在端部之一內側切入口。
使用上述形態C所製造的複合預浸漬基材a，以各切入口40之形狀、尺寸及方向相同較佳。切入口的形狀、尺寸及方向為2種以上時，雖可得本發明之效果，惟藉由全部相同時，由於纖維之流動性均等，故可容易控制纖維之流動性。結果，藉由控制FRP產生彎曲情形，且控制纖維方向之配向，即藉由於數個複合預浸漬基材之積層中適當選擇各層之纖維方向，可容易設計具有任意的力學物性之FRP。
使用上述形態C所製造的複合預浸漬基材a中，切入口40係使纖維沿著橫切方向、以等間隔連續分佈較佳。為等間隔時，與上述切入口形狀、尺寸及方向相同地，由於纖維之流動為均等，可容易控制纖維之流動性。結果，藉由控制FRP產生彎曲情形且控制纖維方向之配向，可容易設計具有任意力學物性之FRP。
使用上述形態C所製造的複合預浸漬基材a，使強化纖維藉由切入口變成不連續時，切入口的形狀可以為直線狀，亦可以為曲線狀，亦可以為組合直線之形狀，亦可以為組合直線與曲線之形狀。為一直線狀切入時，其切入口的方向可朝纖維方向傾斜，亦可全部朝纖維方向垂直。
特別是使用上述形態C所製造的複合預浸漬基材a，特別是於追加樹脂層為薄膜狀物時，該追加樹脂層亦以在強化纖維上所設置的切入口相同位置上設置切入口較佳。在相同位置上設置切入口時，容易得到追加樹脂層與強化纖維之流動整合性。藉由形成切入口，在原料預浸漬基材中含有空氣時，於追加樹脂層上在相同位置上具有切入口時，容易使原料預浸漬基材中之空氣排出至系外，於成形成FRP時，具有不易在FRP上形成空隙的優點。
追加樹脂層不為薄膜狀物，以纖維狀物或粒狀物等之集合體形成時，由於該追加樹脂層具有空氣之透過性，故藉由切入口形成時在原料預浸漬基材中含有空氣時，即使在與於原料預浸漬基材上所形成的切入口之相同位置上沒有在該追加樹脂層設置切入口，對於空氣之排出沒有產生障礙。甚至可說，該追加樹脂層中以沒有設置切入口較佳。藉由在該追加樹脂層上沒有切入口，該追加樹脂層為連續，藉由原料預浸漬基材之切入，可防止強化纖維之切斷處產生初期破裂情形，或產生破裂時其進展亦抑制於最小極限值。另外，例如即使產生初期破裂時，可抑制在產生初期破裂的部位之強化纖維之不連續端群與其他強化纖維之不連續端群(例如經過鄰接層之強化纖維的不連續端群)層間之層間剝離的進展情形。結果，可使上述第5效果發揮至最大極限。當然，藉由切入口之形成，在原料預浸漬基材中沒有含有空氣時，即使在追加樹脂層上沒有切入口，亦沒有問題產生。
另外，特別是使用形態A或形態B製造的複合預浸漬基材，在原料預浸漬基材之階段可預先在不連續強化纖維中含浸基體樹脂。因此，沒有必要通過追加樹脂層使空氣排出至系外，在與不連續強化纖維之端部相同位置上追加樹脂層的切入口係沒有必要，以在追加樹脂層沒有切入口較佳。藉由在追加樹脂層上沒有設置切入口下予以連續設置，可使經積層的鄰接複合預浸漬基材之相互作用(層間之摩擦阻力)為最小極限，可使上述第3之效果、第4之效果為最大極限。
複合預浸漬基材、特別是使用形態C所製造的複合預浸漬基材，以數條配列的強化纖維密接於膠帶狀或薄片狀載體表面較佳。該載體藉由選擇具有脫模性者，即使基體樹脂為具有皺摺性之熱固性樹脂時，於複合預浸漬基材為捲物時，可防止在捲取層間複合預浸漬基材黏合、無法捲出的現象。
特別是使用形態C所製造的複合預浸漬基材下，即使強化纖維因切入被切斷時，可藉由載體保持作為複合預浸漬基材之形態，防止於成形成FRP時予以賦形時強化纖維脫落之不均勻現象。該載體之密接於基體樹脂為具有皺摺性之熱固性樹脂時，係可藉由基體樹脂本身之黏合而成為可能。惟基體樹脂為不具皺摺性之熱塑性樹脂時，可藉由追加樹脂層本身之黏合而成為可能。
該膠帶狀或薄片狀載體，例如牛皮紙或脫模紙等之紙類、聚乙烯或聚丙烯樹脂等之樹脂薄膜類、鋁箔等之金屬箔類等，另外，為得到與樹脂之脫模性時，亦可在載體表面上賦予聚矽氧烷系或氟系脫模劑或金屬蒸鍍等。
複合預浸漬基材之厚度，以0.03~1mm之範圍較佳。更佳者為0.04~0.15mm之範圍，尤佳者為0.05~0.12mm之範圍，最佳者為0.06~0.10mm之範圍。厚度未達0.04mm時，藉由任意1個切入口所切斷的纖維條數必然減少，藉由成形時之流動而容易產生彎曲情形。而且，例如為製得厚度2mm之FRP構件時，必須積層100層以上之複合預浸漬基材，就生產效率而言不為企求。另外，厚度大於1mm時，於積層時1層之厚度比例變大，且顯著呈現各向異性可能在成形構件上產生彎曲現象。
特別是如使用形態C所製造的複合預浸漬基材，在以連續狀強化纖維所構成的預浸漬基材全面上使強化纖維朝橫切方向斷續加入有限長度之切入口，以製作原料預浸漬基材時，切入時由於原料預浸漬基材中為貫通其厚度的形態，故就力學特性(特別是拉伸強度)而言，厚度薄者較為有利。就該觀點而言，複合預浸漬基材之強化纖維的目付，以30~300g/m2 之範圍較佳，以40~150 g/m2 之範圍更佳，以60~100 g/m2 之範圍最佳。
本發明所使用的強化纖維，沒有特別的限制，例如可使用碳纖維、玻璃纖維、有機纖維(如芳香族醯胺纖維、聚對亞苯基苯并雙噁唑纖維、聚乙烯纖維、聚乙烯醇纖維等)、金屬纖維或陶瓷纖維、此等之組合等。其中碳纖維、特別是聚丙烯腈系(PAN系)之碳纖維，由於比強度及比彈性率優異，耐吸水性或耐環境性優異，故適合使用作為強度要求高的飛機或汽車構造構件之強化纖維。
本發明所使用的基體樹脂，可作為原料預浸漬基材處理，只要是可成形作為FRP者即可，沒有特別的限制。
形成本發明所使用的追加樹脂層之樹脂，可適當選擇熱塑性樹脂、熱固性樹脂或兩者組合的樹脂。具體而言如下述者。
使用熱塑性樹脂作為形成追加樹脂層之樹脂時，例如聚酯、聚烯烴、苯乙烯系樹脂、聚氧化乙烯、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚脲、聚二環戊二烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲二酯、聚氯化乙烯基、聚乙烯基甲醛、聚亞苯基亞碸、聚亞苯醚、聚醚醯亞胺、聚碸、聚丙烯酸酯、聚醚碸、聚酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚丙烯酸酯、聚醚腈、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、苯酚、苯氧基、聚四氟化乙烯等之氟系樹脂、以及彈性體(較佳者為丁二烯．丙烯腈、其羧酸或胺改性體、氟系彈性體、聚矽氧烷彈性體)、橡膠(丁二烯、苯乙烯．丁二烯、苯乙烯．丁二烯．苯乙烯、苯乙烯．異戊烯．苯乙烯、天然橡膠等)、RIM用樹脂(例如包含形成聚醯胺6、聚醯胺12、聚胺基甲酸酯、聚脲、聚二環戊二烯之觸媒等者)、環狀低聚物(包含形成聚碳酸酯樹脂、聚對酞酸丁二酯樹脂等之觸媒等者)等、或此等之共聚物、改性體、及2種以上混合的樹脂等。其中，聚醯胺、聚酯、聚烯烴、聚乙烯基甲醛、聚亞苯基亞碸，就樹脂特性與成本之平衡性、樹脂黏度之設計自由度而言較佳。
使用熱固性樹脂作為形成追加樹脂層之樹脂時，例如可使用環氧樹脂、苯酚、聚苯并咪唑、苯并噁嗪、氰酸酯、不飽和聚酯、乙烯酯、脲、蜜胺、雙馬來醯亞胺、丙烯酸、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺等、或此等之共聚物、改性體及2種以上混合的樹脂、以及添加有彈性體或橡膠成分、硬化劑、硬化促進劑、觸媒等之樹脂等。此等之樹脂在常溫(25℃)之樹脂黏度，以1×106 Pa．s以下較佳，在該範圍內時，可得具有企求的皺摺性及阱性之複合預浸漬基材。
形成追加樹脂層之樹脂為熱固性樹脂時，由於複合預浸漬基材在室溫下具有皺摺性，使積層該基材時藉由與上下之該基材黏合、一體化，可保持企求的積層構成予以成形，係為本發明之較佳形態。另外，由於樹脂黏度之設計自由度大，為有關上述最低黏度之黏度容易設計，可使本發明之效果為最大極限。
就上述觀點而言，特別是構成形成薄膜狀層之追加樹脂層的樹脂，以使用以熱固性樹脂或熱固性樹脂為主成分的樹脂組成物較佳。當然，追加樹脂層以纖維狀物或粒狀物等作為集合體形成層的形態，亦具有該效果，惟於形成薄膜狀層時具有最大的極限。
另外，形成追加樹脂層的樹脂為熱塑性樹脂時，該追加樹脂層形成薄膜狀層時，由於在室溫下不具皺摺性，故不具上述熱固性樹脂之效果。追加樹脂層為纖維狀物或粒狀物等作為集合體形成層時，可形成高的韌性．黏合性(熱塑性)．提高FRP之強度等、使熱塑性樹脂之特性活性化的追加樹脂層。
本發明所使用的基體樹脂，以使用熱固性樹脂或以熱固性樹脂為主成分之樹脂組成物(以下簡稱此等為熱固性樹脂)較佳。基體樹脂為熱固性樹脂或以該物為主成份的樹脂組成物時，由於在室溫下具有優異的阱性，例如以具有唇部之凹凸部或具有二次曲面之複雜形狀的成形模具予以成形時，可容易進行預先沿著其複雜的形狀的預備賦型。藉由該預備賦型，可提高成形性、且容易控制流動性。
基體樹脂為熱塑性樹脂時，在室溫下不易進行預備賦型。而且，由於熱固性樹脂具有皺摺性，於全部強化纖維藉由切入口切斷時，仍可保持其形態，可容易迴避於賦型時強化纖維脫落導致不均勻性的問題。而且，上述主成分係指組成物中該成分之成分比大於50%者。
於該硬化性樹脂中，以環氧樹脂較佳。基體樹脂為環氧樹脂時，由於黏合性高，不僅基材間之黏合性或皺摺性優異，特別是使用環氧樹脂作為基體樹脂時，具有高的力學特性。
另外，基體樹脂為熱塑性樹脂時，在室溫下不具皺摺性之熱塑性樹脂預浸漬基材，由於積層複合預浸漬基材時該基材間滑動，於成形時積層構成會有脫離現象，結果容易變成纖維之配向斑大的FRP。特別是使具有凹凸部之複雜形狀的FRP成形時，其差異極為顯著。
於本發明中，原料預浸漬基材之基體樹脂為熱固性樹脂，追加樹脂層以熱塑性樹脂較佳。藉由使用與強化纖維之黏合性優異、尺寸安定性、耐熱性、耐滑動性優異的熱固性樹脂佔有樹脂大部分的原料預浸漬基材之基體樹脂，且在層間配置韌性優異的熱塑性樹脂，可大為提高FRP之強度。而且，藉由使用纖維狀物(特別是以不織布較佳)或粒狀物之熱塑性樹脂作為追加樹脂層，藉由自基體樹脂滲出的熱固性樹脂，亦可具有基材間之皺摺性。
含有上述具體例之複合預浸漬基材、即由朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的纖維薄片與該纖維薄片中所含浸的基體樹脂所成的原料預浸漬基材、與在至少一方該原料預浸漬基材之表面上所形成的追加樹脂層所成的複合預浸漬基材，係藉由下述製法1、製法2、或製法3予以製造。
製法1：(1－a)準備在由朝一方向配列的連續強化纖維所成的纖維薄片與至少部分該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成的預浸漬基材之步驟，(1－b)在至少一面於該步驟(1－a)中所準備的預浸漬基材之表面上形成追加樹脂層的步驟，以及(1－c)於該步驟(1－b)中所得的形成有追加樹脂層之預浸漬基材中加入切入口，使該連續的強化纖維形成纖維長度為1~300mm之不連續狀態的步驟，所成的複合預浸漬基材的製法。
製法2：(2－a)準備在由朝一方向配列的連續強化纖維所成的纖維薄片與至少部分該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成的預浸漬基材之步驟，(2－b)於該步驟(2－a)中所準備的預浸漬基材上加入切入口，使該連續的強化纖維形成纖維長度為1~300mm之不連續狀態的步驟，以及(2－c)在至少一方該步驟(2－b)中所得的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成的預浸漬基材之表面上形成追加樹脂層之步驟，所成的複合預浸漬基材之製法。
製法3：(3－a)準備於朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之長度的纖維端部位置於長度方向不一致的不連續強化纖維所成的纖維薄片之步驟，(3－b)在該步驟(3－a)中所準備的纖維薄片中至少部分含浸基體樹脂，形成預浸漬基材之步驟，(3－c)在於該步驟(3－b)中所得的預浸漬基材之至少一方表面上形成追加樹脂層的步驟，所成的複合預浸漬基材之製法。
於任一製法中，藉由使用與原料預浸漬基材不同的追加樹脂層，可製得安定厚度之追加樹脂層，可確實地配置於原料預浸漬基材之表面上。藉由安定的追加樹脂層之厚度，可使成形時之流動性或強度安定化，製得品質安定性優異的複合預浸漬基材。
原料預浸漬基材之基體樹脂與追加樹脂層之樹脂相同時，製作原料預浸漬基材時，藉由供應多量的基體樹脂，亦可在預浸漬基材表面上使樹脂偏在化。然而，基體樹脂為熱固性樹脂時，只要原料預浸漬基材中之樹脂含有率全體變高，就有安定且在表面上無法偏在化的問題。表面上沒有樹脂層偏在的情形時，無法得到本發明之效果。
基體樹脂為熱塑性樹脂時，由於樹脂黏度高，強化纖維中不易含浸樹脂，樹脂容易在表面上偏在化，此時藉由樹脂在表面上偏在化，預浸漬物中殘留有樹脂之未含浸部分的可能性極高。在預浸漬基材之階段中存在有樹脂之未含浸部分，且使用黏度高的熱塑性樹脂作為基體樹脂時，於FRP之成形階段中不易解決樹脂之未含浸部分。另外，藉由供應多量的基體樹脂，在預浸漬基材表面上使樹脂偏在化的步驟，會有步驟之安定性低，表面之樹脂層厚度屢次變動，形成纖維蛇行的原因等問題。
上述製造步驟(1－c)或(2－b)中加入切入口的方法，係有藉由使用裁刀之手作業方法、藉由裁斷機或穿孔機予以機械性進行切入口的方法、於連續纖維之原料預浸漬基材的製造步驟中經由在所定的位置上配置刀刃之回轉滾筒刀刃等予以連續切入的方法。簡單地在預浸漬基材上加入切入口時使用裁斷機之手作業，就考慮生產效率且大量製作時，以使用裁斷機或穿孔機或回轉滾筒刀刃等之方法為宜。
本發明之積層基材，係為使數張上述複合預浸漬基材予以積層，使部分複合預浸漬基材予以黏合、一體化，且在至少一方積層基材表面上存在有追加樹脂層之積層基材。
於本發明之積層基材中，原料預浸漬基材之基體樹脂為熱固性樹脂，追加樹脂層為熱塑性樹脂，以熱塑性樹脂露出於積層基材之表面較佳。藉由使用熱固性樹脂作為基體樹脂，與強化纖維之黏合性優異、尺寸安定性．耐熱性．耐滑動性優異，且藉由配置有容易變成破壞起點之表面強化纖維之不連續端群的韌性優異之熱塑性樹脂，特別是可顯著提高FRP之強度。
藉由使用纖維狀物(特別是以不織布較佳)或粒狀物之熱塑性樹脂作為追加樹脂層，可藉由自基體樹脂滲出的熱固性樹脂，使積層基材表面具有皺摺性。而且，使由纖維狀物(特別是以不織布較佳)或粒狀物之熱塑性樹脂所成的追加樹脂層，特別是配置於積層基材之層間時，由於複合預浸漬基材具有皺摺性，故可容易形成積層基材。另外，在下述之本發明FRP上黏合其他FRP時，特別是其他的FRP為以熱塑性樹脂作為基體樹脂之FRP時，使本發明之FRP的追加樹脂層與其他FRP予以一體化，堅固地黏合。該形態具有本發明預想外之優點。
本發明之另一形態的積層基材，係由強化纖維與基體樹脂所構成，該積層層間內至少一層間經由追加樹脂層予以積層數層強化纖維不連續、朝一方向配列的原料預浸漬基材，使至少部分上述原料預浸漬基材間及/或上述原料預浸漬基材與追加樹脂層之邊界予以黏合、一體化，構成積層基材，且在至少一方之表面上具有追加樹脂層。
如上所述，藉由使複合預浸漬基材予以一體化，可提高FRP於成形時之處理性，且可在保持如設計之積層構成下使企求的FRP成形。此時，基體樹脂為熱固性樹脂時，由於具有皺摺性，可使數張複合預浸漬基材容易進行一體化。
該積層基材之複合預浸漬基材的積層構成，係視企求的FRP所要求的條件而定形成適合的積層構成即可，沒有特別的限制。其中如[－45/0/＋45/90]s 、[＋60/0/－60]s 等之擬似等方積層之構成時，可得均等的力學物性，可抑制FRP之彎曲情形。
積層基材之追加樹脂層，可以配置於積層基材之表面的一面上，亦可以配置於兩面上。就考慮FRP成形時之複合預浸漬基材與模具之摩擦阻力時，以配置於兩面的形態較佳。追加樹脂層不一定必須配置於積層基材中鄰接的原料預浸漬基材之層間全體上，可僅配置於必要的層間。為使本發明之效果為最大極限時，以在全部層間配置追加樹脂層較佳。在積層基材之兩面、及全部層間上配置追加樹脂層之形態，由於具有更高的成形性，係為本發明之最佳形態。
以在鄰接的原料預浸漬基材之層間具有數層追加樹脂層，且此等追加樹脂層具有不同的厚度較佳。更佳者為在層間混有厚的追加樹脂層與薄的追加樹脂層之積層基材。具體而言，原料預浸漬基材係在最不會滑動的層間、或原料預浸漬基材之全體長度朝強化纖維之配列方向最必須伸張的部位上配置較厚的追加樹脂層時，可提高成形性、且可抑制強化纖維之不連續端群上所形成的空隙。該形態係為本發明最佳形態之一。
鄰接的原料預浸漬基材之層間及至少一方之積層基材表面上配置追加樹脂層時，以積層基材表面之追加樹脂層較層間更厚者較佳。此係於原料預浸漬基材之層間之上下面皆存在有原料預浸漬基材，容易供應樹脂，惟為積層基材之最表面時，由於上下面僅一方存在原料預浸漬基材，故不易供應樹脂。而且，就提高FRP之表面品質而言較佳，該形態為本發明最佳形態之一。
本發明之FRP為上述積層基材進行加熱、加壓所得的FRP時，係由積層基材與至少一方之表面上存在有追加樹脂層所構成。上述複合預浸漬基材及積層基材，藉由加熱、加壓予以成形，可使本發明之效果為最大極限。而且，藉由在積層基材表面上配置追加樹脂層，可提高表面層之流動性，且可得品質優良的FRP。此外，如下所述亦可賦予提高與其他FRP之黏合性的功能。
本發明之FRP適合使用於其表面上使追加樹脂層、與其他FRP或其他熱塑性樹脂成形體予以一體化、黏合的成形體之成形。本發明之FRP由於在其表面上具有追加樹脂層，經由該追加樹脂層，可堅固且簡單地與其他FRP或其他的熱塑性樹脂黏合。藉由在本發明之FRP表面上使其他FRP予以一體化、黏合，可賦予本發明之FRP單獨時不易實現的功能(例如複雜形狀之成形、或汽車之等級A表面等極高的表面品質之形成等功能)。
具體的較佳形態，例如本發明之FRP的追加樹脂層及其他FRP之基體樹脂為熱塑性樹脂的形態。兩者皆為熱塑性樹脂時，具有極高的來自熱塑性之黏合力，可堅固且簡單地使本發明之FRP與其他FRP黏合。
更佳者為本發明之FRP的基體樹脂為熱固性樹脂，追加樹脂層為熱塑性樹脂，熱塑性樹脂露出於積層基材之表面上，且其他FRP之基體樹脂為熱塑性樹脂之形態。其他的FRP企求的功能特別為複雜的形狀時，例如以射出成形等予以成形的不連續強化纖維予以無規地分散的FRP較佳。
本發明之FRP以強化纖維之鄰接不連續端群間之間隙，為藉由形成追加樹脂層之樹脂掩埋的形態較佳。為該形態時，空隙率低、且層之彎曲情形少，可提高強度及彈性率。而且，於FRP之表面上可防止強化纖維之不連續端群附近產生淺的低漥情形，可提高FRP之表面品質。
本發明之FRP係以使上述積層基材予以賦型、硬化，成形成如下所述具有唇部之形狀或具有二次曲面之形狀較佳。使具有唇部且具有二次曲面之複雜形狀的FRP成形時，使用上述之複合預浸漬基材及積層基材極具意義，該點係為本發明欲解決的課題之一。
使上述複合預浸漬基材或積層基材成形的FRP之製法，例如壓製成形、壓熱鍋成形、薄片吹風成形等。其中，以生產效率高的壓製成形較佳。換言之，積層基材藉由壓製成形予以薄片化，可使各層厚亦變薄。各層為薄片時，強化纖維之不連續端群之厚度亦變薄，更為不易產生破裂或層間剝離的情形，結果可提高FRP之強度。另外，亦可使空隙之形成控制於最小極限。
於該壓製成形中，為使具有唇部且具有二次曲面之複雜形狀的FRP以沒有空隙且外觀品質良好地成形時，以使上述積層基材以具有唇部及/或二次曲面之模具予以壓製較佳。本發明之積層基材由於具有上述第1~4之效果，僅須以上述模具單獨壓製，就可使具有唇部及具有二次曲面之複雜形狀的FRP在沒有空隙下成形。該點係為本發明特徵之一。
本發明之複合預浸漬基材、積層基材及使用其之FRP的用途，係為要求強度、剛性、輕量性、使用具有唇部或二次曲面等複雜形狀之構件的輸送機器(汽車、飛機、艦艇等)構造構件、產業機械構造構件、精密機器構造構件、運動用具(腳踏車等)等為適合的用途。更佳的用途例如作為運動用具之腳踏車之曲軸或框架等、高爾夫球桿之頭部等、作為汽車構造構件之車門或座椅框架等、作為產業機械構造構件之機械手等。
於下述中，藉由實施例更具體地說明本發明，惟本發明不受此等所限制。
於實施例中，朝一方向配列的連續的強化纖維所成的纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成的預浸漬基材上貼附追加樹脂層後，在連續強化纖維上加入切入口，製作複合預浸漬基材a時，以強化纖維連續的狀態之上述預浸漬基材上貼附追加樹脂層的階段者作為預備預浸漬基材。
而且，朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續的強化纖維所成的纖維薄片中含浸基體樹脂所成的預浸漬基材，然後，貼附追加樹脂層，製作複合預浸漬基材a時，以強化纖維為不連續狀態之上述預浸漬基材稱為原料預浸漬基材。
<流動性之評估方法>
使複合預浸漬基材切成直徑100mm之大小。使切出的複合預浸漬基材以8層予以擬似等方積層，作為積層體。積層體之積層構造為[－45/0/＋45/90]1s 。在300×300mm大小之平板模具上配置積層體後，藉由加熱型壓製成形機，以6MPa之加壓、150℃×30分鐘之條件下，使樹脂予以硬化。求取所得的FRP之直徑L(單位為mm)、與原有直徑100mm之比例。比例之求取式為L/100mm。FRP之直徑L，以最表面之複合預浸漬基材為基準測定，且表裡中採用大者。最表面之複合預浸漬基材為橢圓形進行流動時，採用其最大的長徑。藉由所得的比例，評估流動性。
<唇部形成性之評估方法>
使複合預浸漬基材朝強化纖維(碳纖維)之配向方向(0°方向)、與自強化纖維(碳纖維)之配向方向朝右偏離45度的方向(45°方向)，各切出80mm×80mm之大小。使切出的複合預浸漬基材以8層予以擬似等方積層，作為積層體。積層體之積層構造為[－45/0/＋45/90]1s 。使用以面積100×100mm，在下面設置為形成直線狀唇部時之寬度1.5mm、長度100mm、深度15mm之毛細管的上模具與上面為平面之底模具所成的模具。在底模具之上面載置積層體後，關閉上模具，藉由加熱型壓製成形機，以6MPa之加壓、150℃×30分鐘之條件下，使樹脂予以硬化。測定所得的FRP上形成的唇部之高度。藉由所得的高度之測定值，評估唇部形成性。
<力學特性之評估方法>
自平板狀FRP切成長度250±1mm、寬度25±0.2mm之拉伸強度試驗片。以JIS K7073－1988「碳纖維強化塑膠之拉伸試驗方法」規定的試驗方法為基準，以標點間距離為150mm，且十字頭速度2.0mm/分測定拉伸強度。於實施例中，使用音斯頓龍(註冊商標)萬能試驗機4208型作為試驗機。測定的試驗片數n為10，以平均值作為拉伸強度。另外，藉由自測定值求取標準偏差，且使該標準偏差除以平均值，求取不均勻性之指標的變動係數CV(%)。
<樹脂之最低黏度的評估方法>
昇溫速度2℃/分、震動周波數0.5Hz、平行板(4.0mm)之條件下，自溫度與黏度之關係曲線求取最低黏度。於實施例中，使用Rheometric Scientific公司製黏彈性測定系統擴張型ARES作為測定裝置。
<追加樹脂層之厚度的評估方法>
以光學顯微鏡(400倍)直接觀察截面，測定厚度。
<基體樹脂之GIC 、之評估方法>
使用板狀之樹脂硬化物(2±0.1mm厚度、10±0.5mm寬度、120±10mm長度)作為試驗片。自試驗片以JIS K7161－1994「塑膠－拉伸特性之試驗方法」記載的方法為基準，測定拉伸彈性率E及泊松比v。同樣地進行加熱硬化所得的板狀硬化物(6±0.3mm厚度、12.7±0.3mm寬度、80±10mm長度)，以ASTM D5045－99為基準，測定KIC 。GIC 係使用各測定的上述拉伸彈性率E、上述泊松比v、及上述KIC ，藉由((1－v)2 ×KIC 2 )/E之計算式求取。測定次數n為10。
<FRP之GIIC 的評估方法>
以JIS K7086－1993「碳纖維強化塑膠之層間破壞韌性試驗方法」附屬書2中記載的方法為基準，藉由ENF試驗(端面沒有切出試驗片之彎曲試驗)測定。測定次數n為10。
【實施例1】
使環氧樹脂(日本環氧樹脂(股)製”耶皮克頓(註冊商標)”828：30重量份、”耶皮克頓(註冊商標)”1001：35重量份、”耶皮克頓(註冊商標)”154：35重量份)、與熱塑性樹脂聚乙烯基甲醛(吉索(股)製“比尼雷谷(譯音)(註冊商標)”K)5重量份、硬化劑二氰二醯胺(日本環氧樹脂(股)製DICY7)3.5重量份、硬化促進劑3－(3,4－二氯化苯基)－1,1－二甲基脲(保土谷化學工業(股)製DCMU99)4重量份以混練機進行加熱混練，調整聚乙烯甲醛均勻地溶解的未硬化的環氧樹脂組成物1。使該環氧樹脂組成物1使用可逆輥塗覆器，塗覆於脫模紙上，製作19g/m2 之樹脂薄膜1。其次，朝一方向配列的碳纖維(拉伸強度4,900MPa、拉伸彈性率235GPa)3之兩面上重疊樹脂薄膜1，藉由加熱、加壓(130℃、0.4MPa)，使樹脂含浸，製作碳纖維目付為120g/m2 、基體樹脂含有率為24wt%、預浸漬基材厚度為0.12mm之預浸漬基材1。
使與未硬化的環氧樹脂組成物1相同的樹脂，使用可逆輥塗覆器塗覆於脫模紙上，所製作的樹脂薄膜(樹脂目付19g/m2 、薄膜厚度0.02mm)作為追加樹脂層10，貼合於預浸漬基材1之一表面，製得預備預浸漬基材1(樹脂含有率32wt%、預浸漬基材厚度0.14mm)。
其次，藉由使所得的預備預浸漬基材1，使用自動裁斷機，進行如第3圖所示之連續加入切入口，製造以等間隔具有規則的切入口40之複合預浸漬基材1。
切入口40之方向，在纖維3之配列方向1垂直的方向2、切入口40之長度為10.5mm，加有切入口處理的纖維3之纖維長度6為30mm。相鄰的切入列50在纖維3之配列方向1垂直的方向2各偏離10mm。換言之，數個切入列50之切入口的圖型為2圖型。此外，相鄰的切入列50之切入口40，互相切入0.5mm。而且，自任意1個切入口切斷的纖維3之條數為18,900條。
環氧樹脂組成物1之最低黏度為5.5Pa．s，複合預浸漬基材1具有皺摺性。環氧樹脂組成物1本身之硬化物(130℃×90分鐘)之狀態I破壞韌性GIC 為174J/m2 。
自所製造的複合預浸漬基材1切出碳纖維3之配列方向(0°方向)、與自碳纖維3之配列方向朝右偏離45度的方向(45°方向)時，各切出250×250mm之大小尺寸的複合預浸漬基材1。使切出的複合預浸漬基材1在設置追加樹脂層10之一表面沒有重疊下，以16層擬似等方積層，製得積層基材1。積層構造為[－45/0/＋45/90]2s 。積層基材1之厚度為2.2mm。使積層基材1配置於面積300×300mm之平板模具後，藉由加熱型壓製成形機，以6MPa之加壓、150℃×30分鐘之條件下，使樹脂硬化，製得面積300×300mm、厚度1.6mm之平板狀FRP。
所得的平板狀FRP，在沒有伴隨碳纖維之彎曲下，直至FRP端部為止、碳纖維均等且充分流動。沒有翹曲情形，具有良好的平面平滑性。流動性為1.3，唇部形成高度為10mm。FRP之拉伸強度為390MPa、變動係數CV為6%時，不均勻性變小。
另外，在上述成形條件相同的條件下，寬度80mm×長度160mm×立璧高度20mm、二次曲面部之曲率半徑(R)為3mm之盤子連續成形10次。所得的盤子於二次曲面部中，最表面之碳纖維的相鄰不連續端群間之間隙，整潔地填充樹脂，且沒有樹脂缺損部份、立璧部沒有產生皺摺、外觀品質優異的FRP。於10次成形中，皆同樣地可製得品質高的FRP，確認品質安定性高。
【實施例2】
使環氧樹脂(日本環氧樹脂(股)製”耶皮克頓(註冊商標)”828：9重量份、”耶皮克頓(註冊商標)”1001：35重量份、”耶皮克頓(註冊商標)”1004：20重量份、”耶皮克頓(註冊商標)”807：36重量份)、與熱塑性樹脂聚乙烯基甲醛(吉索(股)製“比尼雷谷(譯音)(註冊商標)”K)5重量份、硬化劑二氰二醯胺(日本環氧樹脂(股)製DICY7)4.5重量份、硬化促進劑3－(3,4－二氯化苯基)－1,1－二甲基脲(保土谷化學工業(股)製DCMU99)3重量份以混練機進行加熱混練，調整聚乙烯甲醛均勻地溶解的未硬化的環氧樹脂組成物2(樹脂最低黏度3.4Pa．s)。
使用該環氧樹脂組成物2，以與實施例1相同的方法，製作預浸漬基材2(碳纖維之拉伸強度4,900MPa、拉伸彈性率235GPa、碳纖維目付150g/m2 、基體樹脂含有率24wt%、預浸漬物基材厚度0.14mm)。
於另一方上，使環氧樹脂(日本環氧樹脂(股)製”耶皮克頓(註冊商標)”828：35重量份、”耶皮克頓(註冊商標)”1001：30重量份、”耶皮克頓(註冊商標)”154：35重量份)、與熱塑性樹脂聚乙烯基甲醛(吉索(股)製“比尼雷谷(譯音)(註冊商標)”K)3重量份、硬化劑二氰二醯胺(日本環氧樹脂(股)製DICY7)3.5重量份、硬化促進劑3－(3,4－二氯化苯基)－1,1－二甲基脲(保土谷化學工業(股)製DCMU99)3重量份以混練機進行加熱混練，調整聚乙烯甲醛均勻地溶解的最低黏度為1.5Pa．s之未硬化的環氧樹脂組成物3。
在預浸漬基材2之兩表面上使較基體樹脂之黏度更低的未硬化之環氧樹脂組成物3，使用可逆輥塗覆器塗覆於脫模紙上所製作的樹脂薄膜(樹脂目付19g/m2 、薄膜厚度0.02mm)作為追加樹脂層，各予以貼附，製得預備預浸漬基材2(樹脂含有率31wt%、預浸漬物基材厚度0.18mm)。
除使用預備預浸漬基材2外，與實施例1相同地製得複合預浸漬基材2及使用其之積層基材2，使用積層基材2以使平板狀FRP成形。本實施例之複合預浸漬基材2，由於在兩面上配置追加樹脂層，可在不需區分表裡下進行積層，可有效地予以積層。
所得的平板狀FRP，與實施例1相同地，在沒有伴隨碳纖維之彎曲下，直至FRP端部為止、碳纖維均等且充分流動。FRP沒有翹曲情形，具有良好的平面平滑性。有關成形性，係流動性為1.5，唇部形成高度為15mm，可確認於成形時直至毛細管之頂部上限為止，填充有複合預浸漬基材2。FRP之拉伸強度為410MPa，與實施例1相比時，由於碳纖維配合率高時變高，變動係數CV為9%。
【實施例3】
使環氧樹脂(住友化學工業(股)製 ELM434：90重量份、大日本油墨化學工業(製)耶皮谷龍(譯音)830：10重量份)、與熱塑性樹脂聚醚碸(住友化學工業(股)製 史米卡耶古西魯(譯音)PES5003P)15重量份、硬化劑4,4’－二胺基二苯基碸(住友化學工業(股)製 史米奇亞(譯音)S)35重量份以混練機進行加熱混練，調整聚醚碸均勻地溶解的末硬化的環氧樹脂組成物4(樹脂最低黏度0.4Pa．s)。
使用該環氧樹脂組成物4，以與實施例1相同的方法，製作預浸漬基材3(碳纖維之拉伸強度5,400MPa、拉伸彈性率294GPa、碳纖維目付150g/m2 、基體樹脂含有率為25wt%、預浸漬基材厚度為0.14mm)。
在該預浸漬基材加入切入口，僅在加入有切入口之原料預浸漬基材的一表面上，使與未硬化的環氧樹脂組成物4同一樹脂組成物與作為填充材料之聚醯胺12球狀粒子(藉由雷射繞射、散射式之中值粒徑(D50)7μm預先加熱混練所得的樹脂組成物，使用可逆輥塗覆器塗覆於脫模紙上，製作的樹脂薄膜(樹脂目付40g/m2 、薄膜厚度0.04mm、在樹脂薄膜中含有13g/m2 之聚醯胺12球狀粒子)作為追加樹脂層予以貼合，製得複合預浸漬基材3(樹脂含有率35wt%、預浸漬基材厚度0.18mm)。
除使用複合預浸漬基材3，使樹脂之硬化條件改為185℃×120分鐘外，與實施例1相同地，製得複合預浸漬基材3及積層基材3，成形成平板狀FRP。環氧樹脂組成物4本身及形成追加樹脂層之樹脂本身的硬化物(180℃×120分鐘)之狀態I破壞韌性GIC 各為124J/m2 、590J/m2 。
所得的平板狀FRP，與實施例1相同地，在沒有伴隨碳纖維之彎曲下，直至FRP端部為止、碳纖維均等且充分流動。此外，FRP沒有翹曲情形，具有良好的平面平滑性。惟FRP之外觀品質與實施例1之FRP相比時稍微不佳。有關成形性，流動性為1.4，唇部形成高度為15mm，可確認成形時直至毛細管頂部上限填充有複合預浸漬基材2。FRP之拉伸強度為490MPa、係為極高之值，變動係數CV為8%。FRP之狀態II破壞韌性GIIC 為2.4kJ/m2 。
與實施例1相同地，連續進行10次成形的盤子，在二次曲面部中最表面之碳纖維之相鄰不連續端群間之間隙，整潔地填充有樹脂，且沒有樹脂缺損部份，可製得在立壁部不會產生皺摺情形之外觀品質優異的FRP。與實施例1相同地，連續10次可得相同程度之品質高的FRP，可確認品質安定性高。
【實施例4】
除碳纖維目付為80g/m2 、積層基材之構成為[－45/0/＋45/90]3s 外，與實施例1相同地，製得平板狀FRP。
所得的平板狀FRP，與實施例1相同地，在沒有伴隨碳纖維之彎曲下，直至FRP端部為止、碳纖維均等且充分流動。此外，FRP沒有翹曲情形，具有良好的平面平滑性。流動性為1.4，唇部形成高度為15mm。FRP之拉伸強度為420MPa、係為極高之值，變動係數CV為5%，不均勻性小。
【實施例5】
在使用未硬化的環氧樹脂組成物1之預浸漬基材上沒有貼合樹脂薄膜下，對預浸漬基材加入切入口，使加入有切入口之原料預浸漬基材，以16層擬似等方予以積層，製得積層體。積層體之積層構造為[-45/0/+45/90]2s 。為製得該積層體時，在積層體之兩表面、第4層、第8層及第12層上使與未硬化之環氧樹脂組成物1相同樹脂、與作為填充材料之實施有環氧基矽烷偶合劑處理之玻璃球狀粒子(平均直徑15μm)預先進行加熱混練所得的樹脂組成物，使用可逆輥塗覆器塗覆於脫模紙上貼合合計為5張所製作的樹脂薄膜(樹脂目付25g/m厚度0.025mm、在樹脂薄膜中含有10g/m2 之實施有環氧基矽烷偶合劑處理的玻璃球狀粒子)，製得積層基材外，與實施例1相同地，製得積層基材，成形成平板狀FRP。
所得的平板狀FRP，與實施例1相同地，在沒有伴隨碳纖維之彎曲下，直至FRP端部為止、碳纖維均等且充分流動。此外，FRP沒有翹曲情形，具有良好的平面平滑性。有關成形性，流動性為1.3、唇部形成高度為10mm。惟FRP之外觀品質與實施例1之FRP相比時稍微不佳。FRP之拉伸強度為400MPa、變動係數CV為6%時，不均勻性變小。
【實施例6】
除使用未硬化之環氧樹脂組成物1、與使用藉由牽切紡之薄片線(纖維長度10mm~150mm)取代連續狀碳纖維作為強化纖維，使未硬化的環氧樹脂組成物1以噴霧塗覆法呈粒狀配置(樹脂目付為10 g/m2 、薄膜厚度為0.03mm)取代薄膜樹脂作為追加樹脂層，沒有加入切入口外，與實施例1相同地製得複合預浸漬基材及積層基材，成形成平板狀FRP。
與實施例1相同地，沒有伴隨碳纖維之彎曲現象下，直至FRP端部，碳纖維可均等且充分進行流動。FRP沒有皺摺，具有良好的平面平滑性。有關成形性，流動性為1.3，唇部形成高度為6mm。FRP之拉伸強度為630MPa之極高值、變動係數CV為5%。
【實施例7】
在對實施例1之原料預浸漬基材1賦予追加樹脂層之前，與實施例1相同地，使用自動裁斷機，如第3圖所示，連續加入切入口，製得具有以間隔規則性切入口的預浸漬基材1。其次，以共聚合聚醯胺樹脂(東麗製”亞米蘭(譯音)”(註冊商標)CM4000、聚醯胺共聚物、熔點155℃)作為追加樹脂層，藉由熔融流動，製作單位面積之樹脂重量20g/m2 之不織布。使該不織布在具有切入口的原料預浸漬基材1之一面上，在常溫下通過噴嘴滾筒，藉由押附處理予以一體化，製得複合預浸漬基材。
使所得的複合預浸漬基材與實施例1相同地，予以積層，製得積層基材。基體樹脂係在由熱固性樹脂所成的預浸漬基材面、與追加樹脂層之不織布面，各形成經黏合的層間。由於追加樹脂層為不織布，藉由基體樹脂滲出，使複合預浸漬基材具有皺摺性，與實施例1相同地，可得良好的積層作業狀態。與實施例1相同地，進行FRP之成形。由於使用熱塑性樹脂作為追加樹脂層，使模具溫度約冷卻至100℃予以脫模。
所得的平板狀FRP，與實施例1相同地，沒有伴隨碳纖維之彎曲現象下，直至FRP端部，碳纖維可均等且充分進行流動。FRP沒有翹曲情形，具有良好的平面平滑性。流動性為1.3，唇部形成高度為12mm。FRP之拉伸強度為460MPa之極高值、變動係數CV為5%。
【實施例8】
使以實施例7所得的平板FRP插入射出成形用模具中，使作為其他FRP之碳纖維予以混練的聚醯胺6的粒料(東麗(股)製”頓雷卡”(註冊商標)粒料、碳纖維重量配合率20wt%、不連續之碳纖維呈現無規性分散，纖維長度0.2mm)，在平板FRP上配置有追加樹脂層的表面上進行射出成形，在平板FRP上以其他FRP形成複雜形狀之T字唇部。使平板FRP中之追加樹脂層、與其他FRP之碳纖維配合聚醯胺6予以一體化、黏合，兩者之垂直黏合強度(平坦寬度剝離強度)為10MPa以上時，具有極高的黏合性。
【實施例9】
在配置有以實施例7所得的積層基材的追加樹脂層之面上，積層作為其他熱塑性樹脂之聚碳酸酯的薄片(GE塑膠公司製”Lexan”(註冊商標)SLX)，藉由在1MPa之加壓、110℃×90分鐘之條件下予以硬化，製得在表面上黏合有薄片、表面極為優異的平板狀FRP。積層基材作為平板FRP予以成形的同時，在強化纖維中切入追加樹脂層，且與其他熱塑性樹脂成形體之聚碳酸酯的薄片予以一體化、黏合。兩者以ISO4587為基準，黏合強度(剪切力剝離強度)為5MPa以上時，具有高的黏合性。
【比較例1】
除在預備預浸漬基材3上沒有配置作為追加樹脂層之樹脂薄膜外，與實施例3相同地，製得平板狀FRP。
所得的平板狀FRP，沒有伴隨碳纖維之彎曲情形，直至FRP端部，碳纖維可均等且充分進行流動。流動性為1.2、唇部形成高度為5mm，與實施例1及3之FRP相比時不佳。FRP之拉伸強度為390MPa、變動係數CV為6%時，與實施例1大約具有同等的力學特性。形態II破壞韌性GIIC 為0.9kJ/m2 。
與實施例1相同地所製得的盤子，在連接立壁部之二次曲面部沒有產生皺摺情形，為最表面之碳纖維的相鄰不連續端群間之間隙，在10次中有10次部份產生基體樹脂之缺損部份，且與實施例1及3之FRP相比，外觀品質較稍不佳。
【比較例2】
使用與實施例1相同的環氧樹脂，使用相同的步驟，製作碳纖維目付為120 g/m2 ，基體樹脂含有率為32wt%之預浸漬基材4。基體樹脂全部遍佈含浸於強化纖維中，在表面上沒有樹脂層局部化的情形。
該預浸漬基材4在沒有賦予追加樹脂層下，與實施例1相同地，使用自動裁斷機，如第3圖所示連續加入有切入口，製得具有以間隔規則性切入口的預浸漬基材4。除沒有賦予追加樹脂層外，與實施例1相同地製得FRP。
所得的平板狀FRP，沒有伴隨碳纖維之彎曲情形，直至FRP端部，碳纖維可均等且充分進行流動。流動性為1.2，唇部形成高度為8mm，與實施例1及3相比時不佳。FRP之拉伸強度為370MPa、變動係數CV為5%時，與實施例1大約同等或以下之力學特性。
與實施例1同樣地所製得的盤子，在連接立壁部之二次曲面部上沒有產生皺摺情形，為最表面之碳纖維的相鄰不連續端群間之間隙，在10次中有5次部份產生基體樹脂之缺損部份，且與實施例1及3之FRP相比，外觀品質較稍為不佳。
【比較例3】
使用由以實施例7使用的熱塑性樹脂所成的不織布作為基體樹脂。對與實施例1相同的碳纖維而言，朝一方向拉伸成碳纖維目付為120 g/m2 之薄片狀，使各取2張20 g/m2 之不織布以單面積層(合計為4張)，以調溫為160℃之噴嘴滾筒使基體樹脂予以低黏度化、含浸。製作該基體樹脂含有率40wt%之預浸漬基材5。基體樹脂在預浸漬基材5之表面上局在化，厚度不為一定，纖維亦呈現彎曲情形。使預浸漬基材5切斷，觀察截面時，觀察到在厚度中央部份有樹脂未含浸部。
預浸漬基材5在沒有賦予追加樹脂層下，與實施例1相同地，使用自動裁斷機，如第3圖所示連續加入切入口，製得具有以等間隔規則性切入口的預浸漬基材5。由於沒有皺摺性，僅與實施例1相同的積層構成重疊，藉由紅外線加熱器(IR加熱器)，在180℃下預熱後，以調溫為70℃的沖壓機進行冷壓製，製得平板狀FRP。
所得的平板狀FRP，碳纖維稍微有彎曲情形，惟直至FRP端部，碳纖維可均等且充分進行流動。FRP之拉伸強度為250MPa、變動係數CV為8%時，與實施例1及3之FRP相比時，具有非常低的力學特性。樹脂之未含浸部分存在係考慮為其原因。
使實施例1之盤子以與平板狀FRP相同的條件進行成形。連接立壁部之二次曲面部，沒有產生皺摺情形，最表面之碳纖維的相鄰不連續端群間之間隙，在10次中有8次部份產生基體樹脂之缺損部份，且與實施例1及3之FRP相比，外觀品質較稍為不佳。
【比較例4】
除使用比較例1所得的積層基材外，與實施例9相同地，製得平板狀FRP。所得的FRP，雖與其他熱塑性樹脂成形體之聚碳酸酯薄片一體化，惟具可以手剝離程度的低黏合強度(剪切力剝離強度)，黏合性不佳。
【產業上之可利用性】
藉由本發明提供一種數張朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所成之纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂所成之原料預浸漬基材，至少一方之最表層與積層層間內至少一層之層間配置有追加樹脂層下予以積層，於各積層層間原料預浸漬基材間及/或至少部分該原料預浸漬基材與該追加樹脂層之邊界被黏合、一體化的積層基材、以及由該積層基材所形成的FRP。
另外，藉由本發明提供由構成上述積層基材之上述原料預浸漬基材與在其至少一方之表面上設置的上述追加樹脂層所成的複合預浸漬基材之製造方法。
本發明之積層基材，由於所積層的上述原料預浸漬基材之層間與至少一方積層基材之表面上具有上述追加樹脂層，且上述原料預浸漬基材之強化纖維為不連續纖維，故使用該積層基材製造FRP成形品之成形步驟中，追隨企求的成形品之形狀，形成不連續纖維、追加樹脂層之樹脂、以及原料預浸漬基材之基體樹脂可以流動。結果，容易製造企求的成形品、特別是具有複雜形狀之成形品。
所製造的成形品，特別適合使用於含有唇部或具2次曲面等複雜形狀之構件的輸送機器(汽車、飛機、艦艇等)之構造構件、產業機械之構造構件、精密機器之構造構件、運動用具(腳踏車、高爾夫球等)之構造構件等。
1．．．纖維配列方向
2．．．使纖維配列方向橫切的方向
3．．．強化纖維
4．．．強化纖維之不連續端群
5．．．朝纖維配列方向投影時相鄰切入列上切入口的端部位置之重疊寬度
6．．．不連續的纖維之纖維長度
7．．．切入列
7a、7b．．．切入口
8．．．切入列
8a、8b、8c．．．切入口
9．．．切入列
9a、9b．．．切入口
10、10a、10b、10c、10d．．．追加樹脂層
11、11a、11b、11c．．．層間
12．．．模具之底模
13．．．強化纖維之相鄰不連續端群間之間隔
13a．．．強化纖維之相鄰不連續端群間之間隙
14．．．空隙
15．．．流入強化纖維之相鄰不連續端群間之間隙的樹脂
30．．．纖維薄片
40．．．數個切入口、或此等個別切入口
50．．．數個切入列、或此等個別切入列
a．．．複合預浸漬基材
a’．．．原料預浸漬基材
b．．．積層基材
c．．．FRP
d．．．習知的積層基材
e．．．習知的FRP
第1圖係為使數張(圖中為4張)藉由本發明複合預浸漬基材之製法所製造的複合預浸漬基材積層的積層基材之簡略截面圖。
第2圖係為使用第1圖所示之積層基材所製造的本發明FRP之簡略截面圖。
第3圖係為於本發明複合預浸漬基材之製法中所使用的原料預浸漬基材例之簡略平面圖。
第4圖係為使數張習知的預浸漬基材(圖中為4張)積層的積層基材之簡略截面圖。
第5圖係為使用第4圖所示之積層基材所製造的習知FRP之簡略截面圖。
3．．．強化纖維
4．．．強化纖維之不連續端群
10、10a、10b、10c、10d．．．追加樹脂層
11、11a、11b、11c．．．層間
a．．．複合預浸漬基材
a’．．．原料預浸漬基材
b．．．積層基材

Claims (19)

  1. 一種複合預浸漬基材之製法，其係：在由包含由朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續的強化纖維所構成之纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂之原料預浸漬基材、及在至少一面該原料預浸漬基材之表面上形成的追加樹脂層所構成之複合預浸漬基材，藉由(1-a)準備在包含由朝一方向配列的連續強化纖維所構成的纖維薄片與在至少部分該纖維薄片中含浸的基體樹脂的預浸漬基材之步驟，(1-b)在至少一面於該步驟(1-a)中所準備的預浸漬基材之表面上形成追加樹脂層的步驟，以及(1-c)於該步驟(1-b)中所得的形成有追加樹脂層之預浸漬基材中加入切入口，使該連續的強化纖維形成纖維長度為1~300mm之不連續狀態的步驟，所製造的複合預浸漬基材之製法，其特徵為：(1)形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂在室溫至樹脂分解溫度範圍內之最低黏度較該基體樹脂更低，或者(2)形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂的破壞韌性較該基體樹脂更高。
  2. 一種複合預浸漬基材之製法，其係： 在由包含由朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之不連續的強化纖維所構成之纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂之原料預浸漬基材、及在至少一面該原料預浸漬基材之表面上形成的追加樹脂層所構成的複合預浸漬基材，藉由(2-a)準備在包含由朝一方向配列的連續強化纖維所構成的纖維薄片與至少部分該纖維薄片中含浸的基體樹脂的預浸漬基材之步驟，(2-b)於該步驟(2-a)中所準備的預浸漬基材上加入切入口，使該連續的強化纖維形成纖維長度為1~300mm之不連續狀態的步驟，以及(2-c)在至少一面該步驟(2-b)中所得的由纖維長度為1~300mm之不連續強化纖維所構成的預浸漬基材表面上形成追加樹脂層之步驟，所製造的複合預浸漬基材之製法，其特徵為：(1)形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂在室溫至樹脂分解溫度範圍內之最低黏度較該基體樹脂更低，或者(2)形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂的破壞韌性較該基體樹脂更高。
  3. 一種複合預浸漬基材之製法，其係：在由包含由朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之 不連續的強化纖維所構成之纖維薄片與在該纖維薄片中含浸的基體樹脂之原料預浸漬基材、與在至少一面該原料預浸漬基材之表面上形成的追加樹脂層所構成的複合預浸漬基材，藉由(3-a)準備於由朝一方向配列的纖維長度為1~300mm之長度的纖維端部位置於長度方向不一致的不連續強化纖維所構成的纖維薄片之步驟，(3-b)在該步驟(3-a)中所準備的纖維薄片中至少部分含浸基體樹脂，形成預浸漬基材之步驟，(3-c)在至少一面於該步驟(3-b)中所得的預浸漬基材之表面上形成追加樹脂層的步驟，所製造的複合預浸漬基材之製法，其特徵為：(1)形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂在室溫至樹脂分解溫度範圍內之最低黏度較該基體樹脂更低，或者(2)形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂的破壞韌性較該基體樹脂更高。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之複合預浸漬基材之製法，其中在該預浸漬基材中所形成的切入口，藉由朝該強化纖維之配列方向的橫切方向以間隔配列2~50mm長度之切入口所成的切入列，與在該強化纖維之配列方向以間隔配列該切入列予以形成，使該一列切入列朝該強化纖 維之配向方向移動時，最初切入口彼此重疊之其他切入列的間隔為10~100mm，於該強化纖維之配列方向中相鄰的切入列之切入口位置，互相朝該強化纖維之配列方向的垂直方向偏離，且於該強化纖維之配列方向中相鄰的切入列之切入口端部的位置，朝該強化纖維之配列方向投影時，在0.1mm至與該強化纖維之配列方向垂直方向之相鄰的切入口中較短者之長度的0.1倍範圍內互相重疊貼合。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之複合預浸漬基材之製法，其中在至少一面該預浸漬基材之表面上所形成的該追加樹脂層，在全部的該預浸漬基材之表面、或部分表面上形成，且所形成的追加樹脂層之厚度為形成該強化纖維薄片之強化纖維的單纖維直徑至該原料預浸漬基材厚度之0.5倍的範圍。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之複合預浸漬基材之製法，其中在該追加樹脂層中摻合有粒狀或纖維狀填充材料。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之複合預浸漬基材之製法，其中形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂為熱固性樹脂，形成該追加樹脂層之樹脂為熱塑性樹脂。
  8. 一種積層基材，其特徵為數張藉由如申請專利範圍第1至3項中任一項之製法所製造的複合預浸漬基材，以於至少一面表面上存在有追加樹脂層的方式予以積層，於該各複合預浸漬基材間至少部分相鄰的複合預浸漬基材 為互相黏合所成。
  9. 如申請專利範圍第8項之積層基材，其中在所積層之數張複合預浸漬基材中，至少2張複合預浸漬基材的追加樹脂層之厚度為互相不同。
  10. 一種積層基材，其係數張包含由朝一方向配列的纖維長度為1~300mm不連續的強化纖維所構成的纖維薄片與該纖維薄片中含浸的基體樹脂的原料預浸漬基材，在至少一方之最表層與積層層間內至少一層間配置追加樹脂層而予以積層，在各積層層間中該原料預浸漬基材彼此及/或該原料預浸漬基材與該追加樹脂層的邊界係至少一部分被黏合、一體化之積層基材，其特徵為：(1)形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂在室溫至樹脂分解溫度範圍內之最低黏度較該基體樹脂更低，或者(2)形成該追加樹脂層之樹脂與形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂係為不同，且形成該追加樹脂層之樹脂的破壞韌性較該基體樹脂更高。
  11. 如申請專利範圍第10項之積層基材，其中於該追加樹脂層內的至少2層追加樹脂層的厚度為互相不同。
  12. 如申請專利範圍第9項之積層基材，其中於該積層基材表面之追加樹脂層的厚度較該積層基材內部之追加樹脂層更厚。
  13. 如申請專利範圍第11項之積層基材，其中該積層基材表 面之追加樹脂層的厚度較該積層基材內部之追加樹脂層更厚。
  14. 如申請專利範圍第8項之積層基材，其中形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂為熱固性樹脂，形成該追加樹脂層之樹脂為熱塑性樹脂，該熱塑性樹脂係露出於積層基材之表面。
  15. 如申請專利範圍第10項之積層基材，其中形成該原料預浸漬基材之該基體樹脂為熱固性樹脂，形成該追加樹脂層之數之為熱塑性樹脂，該熱塑性樹脂係露出於積層基材之表面。
  16. 一種纖維強化塑膠，其係使如申請專利範圍第8項之積層基材進行加熱、加壓所得的纖維強化塑膠，其特徵為在該積層基材的至少一方之表面上存在有追加樹脂層。
  17. 一種纖維強化塑膠，其係使如申請專利範圍第10項之積層基材進行加熱、加壓所得的纖維強化塑膠，其特徵為在該積層基材的至少一方之表面上存在有追加樹脂層。
  18. 如申請專利範圍第16項之纖維強化塑膠，其中在該強化纖維之相鄰不連續狀態的纖維端群之間，存在形成該追加樹脂層之樹脂。
  19. 如申請專利範圍第17項之纖維強化塑膠，其中在該強化纖維之相鄰不連續狀態的纖維端群之間，存在形成該追加樹脂層之樹脂。
TW096135399A 2006-09-28 2007-09-21 複合預浸漬基材之製法、積層基材及纖維強化塑膠 TWI447009B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006264785 2006-09-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200829408A TW200829408A (en) 2008-07-16
TWI447009B true TWI447009B (zh) 2014-08-01

Family

ID=39230026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096135399A TWI447009B (zh) 2006-09-28 2007-09-21 複合預浸漬基材之製法、積層基材及纖維強化塑膠

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8361265B2 (zh)
EP (1) EP2067592B1 (zh)
JP (1) JP5320742B2 (zh)
KR (1) KR101416727B1 (zh)
CN (1) CN101516589B (zh)
ES (1) ES2808202T3 (zh)
TW (1) TWI447009B (zh)
WO (1) WO2008038591A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI738960B (zh) * 2017-02-02 2021-09-11 日商東麗股份有限公司 纖維強化塑膠之製造方法

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005057181A1 (de) 2005-11-29 2007-06-06 Lanxess Deutschland Gmbh Verbinden von faserverstärktem Material mit einem Spritzgussmaterial
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
US10618227B2 (en) 2006-03-25 2020-04-14 Hexcel Composites, Ltd. Structured thermoplastic in composite interleaves
WO2008038591A1 (en) * 2006-09-28 2008-04-03 Toray Industries, Inc. Process for producing composite prepreg base, layered base, and fiber-reinforced plastic
GB2473226A (en) * 2009-09-04 2011-03-09 Hexcel Composites Ltd Composite materials
US20090309260A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Kenneth Herbert Keuchel Method of delivering a thermoplastic and/or crosslinking resin to a composite laminate structure
JP5353099B2 (ja) * 2008-07-24 2013-11-27 東レ株式会社 繊維強化プラスチックの製造方法
CN103524769B (zh) * 2008-07-31 2017-05-10 东丽株式会社 预浸料坯、预成型体、成型品及预浸料坯的制造方法
GB2477091A (en) 2010-01-20 2011-07-27 Hexcel Composites Ltd Structureal laminate comprising face sheets, core and open-structured sheet
US9868265B2 (en) 2010-05-27 2018-01-16 Hexcel Composites, Limited Structured thermoplastic in composite interleaves
GB201013524D0 (en) * 2010-08-12 2010-09-29 Hexcel Composites Ltd Improved composite materials
KR101841797B1 (ko) * 2010-12-13 2018-03-23 도레이 카부시키가이샤 탄소 섬유 프리프레그 및 그의 제조 방법, 탄소 섬유 강화 복합 재료
JP5974491B2 (ja) * 2011-02-28 2016-08-23 三菱レイヨン株式会社 繊維強化樹脂成形品の製造方法
JP6126002B2 (ja) * 2011-06-30 2017-05-10 エドワーズ株式会社 円筒体の製造方法及び真空ポンプの製造方法
US10336016B2 (en) * 2011-07-22 2019-07-02 Ticona Llc Extruder and method for producing high fiber density resin structures
BR112014012309A2 (pt) 2011-12-09 2017-06-13 Ticona Llc fita de polímero reforçado com fibra assimétrica
EP2607411A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-26 Hexcel Composites Ltd. Improvements in or relating to fibre reinforced materials
DE102012206378A1 (de) * 2012-04-18 2013-10-24 Norbert Schnura Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Verbundmaterials
KR101357653B1 (ko) * 2012-05-10 2014-02-04 주식회사 만도 탄소섬유 강화플라스틱을 이용한 쇽업소버용 서스펜션 스프링 및 이것의 제조방법
GB201307898D0 (en) * 2012-06-14 2013-06-12 Hexcel Composites Ltd Improvements in composite materials
CN104619472B (zh) * 2012-09-21 2018-03-30 科思创德国股份有限公司 制备复合材料的方法
US20140087198A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Web Industries, Inc. Prepreg tape slitting method and apparatus
US9703335B2 (en) * 2013-01-14 2017-07-11 Dell Products L.P. Information handling system chassis with anisotropic conductance
US20140255646A1 (en) 2013-03-08 2014-09-11 The Boeing Company Forming Composite Features Using Steered Discontinuous Fiber Pre-Preg
WO2014152284A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-25 ENGELKE, David Reinforced composites and methods of manufacturing the same
CN103213231A (zh) * 2013-03-20 2013-07-24 成都顺美国际贸易有限公司 一种单向高强度smc模压制品的模压方法
JP5736560B2 (ja) 2013-03-28 2015-06-17 福井県 積層成形体
SI3024644T1 (en) 2013-07-24 2018-08-31 Integrated Composite Products Inc. COMPOSITION STRUCTURE ARTIKEL
JP6464602B2 (ja) * 2013-08-06 2019-02-06 三菱ケミカル株式会社 積層基材の製造方法、及び積層基材
EP2843020A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-04 Airbus Operations S.L. Laminate for joining parts, and method and system for joining parts
EP3095577B1 (en) * 2014-01-17 2023-07-26 Toray Industries, Inc. Process for producing a coated fiber-reinforced resin molded article
JP5959558B2 (ja) * 2014-03-13 2016-08-02 アイシン高丘株式会社 複合構造体及びその製造方法
JP6311422B2 (ja) * 2014-04-11 2018-04-18 日産自動車株式会社 繊維強化材料の製造方法
KR101775201B1 (ko) * 2014-05-15 2017-09-06 (주)엘지하우시스 장섬유 보강 플라스틱 복합재 및 장섬유 보강 플라스틱 복합재의 제조 방법
WO2016025564A2 (en) 2014-08-13 2016-02-18 Integrated Composite Products, Inc. Reinforcing article
EP3208078A4 (en) * 2014-10-17 2018-06-27 Toray Industries, Inc. Method for producing fiber-reinforced composite material, resin base and preform
CN107108930B (zh) * 2015-01-07 2020-10-23 东丽株式会社 预浸料坯
US10086571B2 (en) 2015-02-12 2018-10-02 Integrated Composite Products, Inc. Pre-stressed fiber reinforcing member and method for its manufacture
WO2016159365A1 (ja) * 2015-04-02 2016-10-06 三菱レイヨン株式会社 積層体
JP6602553B2 (ja) * 2015-04-30 2019-11-06 Ｃｋｄ株式会社 ダイアフラム、流体制御装置、及びダイアフラムの製造方法
WO2017007012A1 (ja) * 2015-07-08 2017-01-12 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料の製造方法、及び繊維強化複合材料
US10576695B2 (en) 2015-08-04 2020-03-03 Mitsubishi Chemical Corporation Fiber-reinforced plastic and method for producing same
WO2017068812A1 (ja) * 2015-10-23 2017-04-27 スーパーレジン工業株式会社 繊維強化樹脂構造物の製造方法、繊維強化樹脂構造物の製造システム及び繊維強化樹脂構造物
US10913236B2 (en) * 2015-10-27 2021-02-09 Toray Industries, Inc. Incised prepreg, cross-ply laminate, and production method for incised prepreg
EP3178638A1 (de) * 2015-12-11 2017-06-14 Voestalpine Stahl GmbH Verfahren zur herstellung eines halbzeugs oder bauteils aus metall und faserverbund
WO2017110991A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 東レ株式会社 プリプレグおよびその製造方法
KR20180097499A (ko) * 2015-12-25 2018-08-31 도레이 카부시키가이샤 기재 적층체 및 섬유 강화 플라스틱의 제조 방법
CN108602284B (zh) * 2016-03-16 2021-03-23 东丽株式会社 纤维增强塑料的制造方法和纤维增强塑料
KR101786325B1 (ko) 2016-04-14 2017-10-18 현대자동차주식회사 차량용 후드 패널
KR20170120417A (ko) * 2016-04-21 2017-10-31 (주)엘지하우시스 연속섬유 강화 복합재
EP3476886A4 (en) * 2016-06-28 2020-01-08 Toray Industries, Inc. PREPREG AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
CN106113521B (zh) * 2016-06-29 2018-07-17 西安交通大学 贝壳仿生复合材料增韧结构及其设计方法和自动化制造工艺
KR20180035990A (ko) * 2016-09-29 2018-04-09 현대자동차주식회사 복층 프리프레그 구조 및 그 제조방법
US11987011B2 (en) * 2016-11-30 2024-05-21 Teijin Automotive Technologies, Inc. Hybrid fiber based molding thermoplastic article and process of forming same
US11014337B2 (en) * 2016-12-14 2021-05-25 The Boeing Company Laminate structures comprising fiber-reinforced thermoplastic prepreg plies
CA3053099C (en) * 2017-02-22 2021-06-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Composite material and method for manufacturing composite material
US20180345604A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 Arris Composites Llc Aligned fiber reinforced molding
CN110505952B (zh) * 2017-06-14 2022-03-15 三菱化学株式会社 复合层叠体的制造方法、纤维强化复合材料成形品及其制造方法
KR20200034965A (ko) * 2017-08-10 2020-04-01 도레이 카부시키가이샤 프리프레그 적층체, 프리프레그 적층체를 사용한 섬유 강화 플라스틱의 제조 방법 및 섬유 강화 플라스틱
IT201700113948A1 (it) * 2017-10-10 2019-04-10 Campagnolo Srl Cerchio di ruota di bicicletta
US11565497B2 (en) 2018-03-30 2023-01-31 Toray Industries, Inc. Prepreg, laminate body, fiber-reinforced composite material, and manufacturing method for fiber-reinforced composite material
CN108582908B (zh) * 2018-04-24 2023-11-17 吉林大学 一种含有艾蒿的竹纤维增强聚己内脂复合板及其制备方法
CN112399917B (zh) * 2018-07-03 2023-06-13 福美化学工业株式会社 Cfrp片材、使用cfrp片材的层叠体及cfrp片材的制造方法
WO2020040153A1 (ja) * 2018-08-22 2020-02-27 東レ株式会社 プリプレグの製造方法および製造装置
US20200114596A1 (en) * 2018-10-12 2020-04-16 Arris Composites Inc. Preform Charges And Fixtures Therefor
CN112208172A (zh) * 2019-07-12 2021-01-12 大赛璐美华株式会社 复合成型体及其制造方法
KR102070824B1 (ko) 2019-08-26 2020-01-29 주식회사 티포엘 배향각도 조절이 가능한 복합재료용 일 방향 섬유시트 제조장치와 제조방법, 일 방향 배향 섬유시트 적층체의 제조장치 및 제조방법
EP4023434A4 (en) * 2019-10-01 2022-09-14 Nippon Steel Corporation CURVED PANEL ELEMENT
US20230113270A1 (en) * 2020-03-24 2023-04-13 Toray Industries, Inc. Preform and method of producing same
CN111605223A (zh) * 2020-05-26 2020-09-01 南京工业大学 一种基于非连续纤维结构的高性能碳纤维复合材料及其制备方法
EP4190844A1 (en) * 2020-07-27 2023-06-07 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced plastic and production method for fiber-reinforced plastic
JP2022049935A (ja) * 2020-09-17 2022-03-30 三菱重工航空エンジン株式会社 プリプレグの製造方法及び複合材の成形方法
CN112519265B (zh) * 2020-11-10 2022-07-19 苏州金辂房车有限公司 一种房车用玻璃钢生产工艺设备
EP4249540A1 (en) * 2020-11-18 2023-09-27 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced resin, and integrally molded product
JP2022156206A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 セイコーエプソン株式会社 シート製造方法およびシート製造装置
US20220410504A1 (en) * 2021-06-29 2022-12-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for manufacturing near-net shape natural fiber reinforced polymer composite panels
CN113968030B (zh) * 2021-10-09 2024-01-30 北玻院(滕州)复合材料有限公司 一种水下保护罩及其制备方法
CN114425874B (zh) * 2022-01-27 2023-07-18 卡本科技集团股份有限公司 含有光纤光栅纤维增强塑料板的制备方法及含有光纤光栅纤维增强塑料板、应用
CN114734707B (zh) * 2022-04-25 2022-11-11 叶金蕊 一种导热型耐超高电压绝缘复合材料及其制备方法
US11969953B2 (en) 2022-07-26 2024-04-30 The Boeing Company Prepreg charge optimized for forming contoured composite laminate structures

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01320146A (ja) * 1988-06-23 1989-12-26 Toho Rayon Co Ltd 成形物中間体及び成形物
JPH02115236A (ja) * 1988-10-25 1990-04-27 Sumitomo Chem Co Ltd 成形用繊維強化樹脂シートおよびその製造方法並びに繊維強化樹脂成形体の製造方法
US4990207A (en) * 1987-04-02 1991-02-05 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Process for preparing fiber-reinforced thermoplastic molded articles

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4759985A (en) * 1986-12-16 1988-07-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composites of stretch broken aligned fibers of carbon and glass reinforced resin
JPH085079B2 (ja) 1987-04-02 1996-01-24 三井東圧化学株式会社 繊維強化熱可塑性プラスチツクの製造法
US5604020A (en) * 1995-02-16 1997-02-18 Thermocomp Corporation Thermoplastic thermoformable composite material and method of forming such material
WO2003047830A1 (fr) * 2001-12-06 2003-06-12 Toray Industries, Inc. Materiau composite a fibres et son procede de production
JP2005271220A (ja) * 2004-03-22 2005-10-06 Nippon Steel Composite Co Ltd 繊維強化複合材用基材及び繊維強化複合材成形品
JP4784066B2 (ja) * 2004-10-28 2011-09-28 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物及び銅張積層板
WO2008038591A1 (en) * 2006-09-28 2008-04-03 Toray Industries, Inc. Process for producing composite prepreg base, layered base, and fiber-reinforced plastic
EP3501774B1 (en) * 2007-02-02 2021-09-15 Toray Industries, Inc. Prepreg base material, laminated base material and fibre reinforced plastic

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990207A (en) * 1987-04-02 1991-02-05 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Process for preparing fiber-reinforced thermoplastic molded articles
JPH01320146A (ja) * 1988-06-23 1989-12-26 Toho Rayon Co Ltd 成形物中間体及び成形物
JPH02115236A (ja) * 1988-10-25 1990-04-27 Sumitomo Chem Co Ltd 成形用繊維強化樹脂シートおよびその製造方法並びに繊維強化樹脂成形体の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI738960B (zh) * 2017-02-02 2021-09-11 日商東麗股份有限公司 纖維強化塑膠之製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2008038591A1 (ja) 2010-01-28
EP2067592A4 (en) 2017-12-13
WO2008038591A1 (en) 2008-04-03
US20100092770A1 (en) 2010-04-15
US20130122241A1 (en) 2013-05-16
US8361265B2 (en) 2013-01-29
US8906494B2 (en) 2014-12-09
CN101516589B (zh) 2012-06-27
KR20090073081A (ko) 2009-07-02
JP5320742B2 (ja) 2013-10-23
EP2067592A1 (en) 2009-06-10
TW200829408A (en) 2008-07-16
KR101416727B1 (ko) 2014-07-08
ES2808202T3 (es) 2021-02-25
CN101516589A (zh) 2009-08-26
EP2067592B1 (en) 2020-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI447009B (zh) 複合預浸漬基材之製法、積層基材及纖維強化塑膠
CN106459451B (zh) 用于制备可固化、多层纤维增强预浸材料的方法
TWI598231B (zh) 樹脂複合體
US8101262B2 (en) Fiber-reinforced plastic and process for production thereof
JP5272418B2 (ja) 切込プリプレグ基材、複合切込プリプレグ基材、積層基材、繊維強化プラスチック、および切込プリプレグ基材の製造方法
JP5920690B2 (ja) プリプレグシート材及びその製造方法
CN108367526A (zh) 用于复合结构的表面材料
WO2013008720A1 (ja) 熱可塑性樹脂プリプレグ、それを用いた予備成形体および複合成形体、ならびにそれらの製造方法
US10913223B2 (en) Fibre reinforced composites
JP2009286817A (ja) 積層基材、繊維強化プラスチック、およびそれらの製造方法
TWI723188B (zh) 預浸漬物及其製造方法
JP2008207544A (ja) 切込プリプレグ基材、積層基材、繊維強化プラスチック、および切込プリプレグ基材の製造方法
CN113613878A (zh) 树脂组合物、硬化成形物、纤维强化塑料成形用材料、纤维强化塑料、纤维强化塑料层叠成形体及其制造方法
JP2013221114A (ja) 炭素繊維複合樹脂材料からなる樹脂シート、ならびに樹脂成形品およびその製造方法
CN107848224A (zh) 具有改善的表面光洁度的模塑材料
JP6262053B2 (ja) 発泡シート積層体、繊維強化複合体、及び、発泡シート積層体の製造方法
KR101995386B1 (ko) 비산 대응 복합재료
TW202344398A (zh) 樹脂成形體及其製造方法、結構構件、移動體用結構構件、及飛行體用結構構件
TW202239828A (zh) 纖維強化塑膠及其製造方法
JP2023005555A (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂積層成形体及びその製造方法