[发明专利]预成型体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及尤其适合用于RTM(树脂传递成型(Resin Transfer Molding))成型方法的、层叠多个增强纤维基材而制作的预成型体的制造方法、和通过该方法制造而成的预成型体。

背景技术

作为生产率优异的纤维增强塑料(FRP)的成型方法，已知所谓的RTM成型方法，即，将由干式增强纤维布帛形成的基材配置于成型模具内，将基质树脂注入到模具内并使其浸渍于增强纤维基材内，使树脂固化之后，将成型品脱模的方法。并且，在制造比较大型的成型品或厚壁的成型品时，作为高效的成型方法，大多采用如下的成型方法：首先将增强纤维基材(例如，多个增强纤维基材)赋予规定形状、制作FRP的成型前体即增强纤维基材的预成型体，将该预成型体配置于成型模具内，将基质树脂注入到模具内，使浸渍于基材的树脂固化。

为了制作这样的RTM成型所使用的预成型体，目前，经过例如如下的一系列工序：(1)将多个层叠而成的基材载置于赋形模具中，关闭赋形模具，通过该赋形模具对基材赋予规定的形状；(2)加热该赋形模具(或预先加热)，间接对该基材加热，使介于基材之间的粘着材料软化或熔融；(3)通过赋形模具保持预成型体的形状并冷却预成型体，使上述粘着材料固化以将基材的层间粘着；(4)从赋形模具取出经赋形的预成型体。在这样的一系列工序中，作为上述工序(2)中加热赋形模具的方法，采用通过热介质、电加热器等进行加热的方法，作为工序(3)的冷却方法，采用通过空气(常温、冷却)、冷却水等进行冷却的方法。

但是，在对这样的赋形模具(通常为金属模具)整体进行反复加热、冷却的方法中，1个周期所需的时间较长。此外，加热所需的能量消耗也较大。此外，对于加热、冷却金属模具的方法，还已知仅加热金属模具表面的方法(例如，专利文献1)，即便是金属模具表面的加热，也遗留有如下问题：由于有热的转移，能量消耗仍较大。

专利文献1：日本特表2009-507674号公报

发明内容

如上所述，在进行规定形状的预成型体的赋形时，在以往通常的对金属模具整体加热的方法的情形中，存在加热、冷却周期耗费时间、能量消耗较大这一问题，在对金属模具表面加热的方法的情形中，也存在热的转移较大、能量消耗较大这一问题。从这些方面出发，在这样的现有技术的状态下，规定形状的预成型体的赋形难以应对相继要求的大量生产。

因此，本发明的技术问题在于，鉴于如上述的现有技术的现状，提供一种生产率优异的预成型体的制造方法以及通过该方法制造而成的预成型体，所述制造方法可以以较短赋形周期时间、较小能量消耗进行RTM成型时的FRP的成型前体即规定形状的预成型体的赋形。

为了解决上述技术问题，本发明的预成型体的制造方法包括用于RTM成型方法的预成型体的制造方法，所述RTM成型方法是如下方法：层叠多个基材以形成层叠体，该基材将以热塑性树脂为主要成分的粘着材料附着在增强纤维布帛上而成，通过使用赋形模具将该层叠体赋形从而制作FRP的成型前体即预成型体，将该预成型体配置于成型模具内，注入树脂后使树脂固化，通过脱模得到FRP成型体，所述预成型体的制造方法的特征在于，通过赋形模具将前述层叠体压制成规定的形状，在压制后的状态下直接加热层叠体中的前述粘着材料或基材或这两者以使前述粘着材料熔融，然后进行冷却从而使该粘着材料固化、将基材彼此在层间粘接以保持预成型体的赋形形状。

即，本发明的预成型体的制造方法中，并非是以作为赋形模具的金属模具的整体或金属模具的表面为加热对象，而是以配置于赋形模具内的增强纤维基材的层叠体作为加热对象，通过直接加热该增强纤维基材，制作规定形状的预成型体。如上所述，通过仅以赋形模具内的增强纤维基材为加热对象，与加热作为赋形模具的金属模具的情形相比，可在短时间内进行加热进而冷却，可缩短赋形周期时间。此外，由于并非以热容量较大的金属模具整体为加热对象，因而可将规定的加热所需的能量消耗量抑制得较小。因此，可直接加热增强纤维基材而在短时间内将增强纤维基材的温度升至规定温度以使表面的粘着材料熔融，加热结束后迅速冷却以使其降温，从而将基材彼此在层间粘接，可以以较短赋形周期时间且较小能量消耗高效制作规定形状的预成型体，可实现生产率的大幅提高。