[发明专利]FRP成型用中间材料的制造方法

说明书

本申请是原申请的申请日为2003年7月18日，申请号为03816547.3，发明名称为《半固化片、FRP成型用中间材料及其制造方法和纤维增强复合材料的制造方法》的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及作为FRP成型用的中间材料的半固化片。

背景技术

由于具有重量轻且强度高、刚性高的特点，纤维增强复合材料(以下有时简称为FRP)被广泛地用于从体育和休闲用途到汽车、飞机等产业用途。特别是近年来，由于碳纤维的价格逐渐下降，更轻且更高强度、更高刚性的碳纤维增强复合材料(以下简称为CFRP)被用于产业用途的情况多起来。

在产业用途中用于列车车辆和飞机机体等的结构部件的CFRP通常是使用被称为半固化片的中间材料、以用高压釜成型而制造。这是由于通过利用高压釜在高压下成型，发现可以减少成型品中的空隙、并可以得到所期望的成型品的强度，而且可以抑制表面针孔发生、得到外观美观的成型品。

但是，高压釜设备的价格非常高，不仅新购入时障碍大，而且一旦购入，由于该高压釜限制了成型品的大小，事实上不可能制造更大的成型品。

针对这样的问题，不采用高压釜、低成本成型的开发正在积极地进行，作为其代表性的成型方法有仅在真空、大气压下成型的烘烤成型(或也被称为真空袋成型等)。由于烘烤成型不施加压力，因此即使不是高压釜那样的坚固的耐压力容器也可以，只要存在可以升温的炉子就可以成型。即使是绝热板和热风加热器这样简单的设备也能成型。但是，由于不施加压力，因此在成型品中容易残存空隙，其与以高压釜形成的成型品相比，存在强度低、或产生针孔这样的问题。

对于这样的问题近年也正在谋求解决的方法。例如在WO 00/27632中公开了涉及由树脂层与增强纤维层构成的材料的技术，即使以烘烤成型也可以得到产生的空隙少、表面也非常美观的成型品。但是，该技术中由于在成型过程中浸渍了大部分树脂，根据成型条件会产生没有完全浸渍树脂的部分，从而会产生内部的空隙和表面针孔。另外，由于表面没有树脂而非常干燥，因此还存在向成型模具粘贴困难等操作性上的问题。

发明内容

本发明的课题在于提供一种中间材料，其在保持与以往的半固化片同样的操作性的同时，即使在不使用高压釜、仅通过真空压力的成型过程中也能得到不产生内部空隙和表面针孔、且外观优异的FRP。

本发明的方案一涉及半固化片，其包含增强纤维、具有增强纤维的片状增强纤维基材和基体树脂，所述基体树脂被浸渍到片状增强纤维基材中并且覆盖片状增强纤维基材的一侧表面，并且基体树脂浸渍率为大于等于35％、小于等于95％。

本发明的方案二涉及半固化片，其是由片状增强纤维基材与基体树脂构成的半固化片，包含增强纤维、具有增强纤维的片状增强纤维基材和基体树脂，所述基体树脂存在于片状增强纤维基材的两个表面上，并且在片状增强纤维基材的内部没有被基体树脂浸渍的部分是连续的。

本发明的方案三涉及半固化片，其包含由增强纤维织物构成的片状增强纤维基材和基体树脂，至少一侧表面形成由表面上存在基体树脂的树脂浸渍部分(岛部)和表面上不存在基体树脂的纤维部分(海部)构成的海岛状，形成海岛状的表面的基体树脂的表面覆盖率为大于等于3％、小于等于80％，且以下述式(1)表示的岛部的织孔占有率大于等于40％。

岛部的织孔占有率(％)＝(T/Y)×100    (1)

(T：覆盖织孔的岛部数目、Y：位于形成海岛状的表面侧的增强纤维织物的织孔数目)

另外，本发明的方案四涉及FRP成型用中间材料，其包含具有增强纤维和基体树脂的半固化片、以及设置在半固化片的至少一侧表面上的实质上不浸渍热固性树脂组合物的基材，上述半固化片的厚度(A)、与基材的厚度(B)的比(B)/(A)为大于等于0.1、小于等于2.5。

根据上述构成，能够在保持与以往的半固化片同样的操作性的同时，即使在不采用高压釜、仅通过真空压力的成型过程中也能够得到不产生内部的空隙与表面针孔、且外观优异的FRP。

附图说明

图1是在采用在一个方向上排列有纤维的薄片作为片状增强纤维基材的半固化片的垂直于纤维的方向进行切割的半固化片的截面模式图；

图2是在采用平织物作为片状增强纤维基材的半固化片的垂直于经线的方向进行切割的半固化片的截面模式图；

图3是表示本发明的方案二的半固化片的一个例子的模式图；

图4是从一个面供给基体树脂时的半固化片的模式图的比较例；