[发明专利]结构体的制造方法和结构体

说明书

本发明提供一种尽管成本低但仍然具有高形状精度和强度的结构体的制造方法和结构体。结构体的制造方法具有：将多片包含强化纤维和未固化的热固化性树脂的片材卷绕至芯棒MD的周围而形成筒状的层叠体LM的第一工序；将前述层叠体LM的整周用条带TP压迫的第二工序；将前述层叠体LM加热至前述热固化性树脂完全固化之前的状态为止的第三工序；自前述层叠体LM拔出前述芯棒MD的第四工序；将卷绕有前述条带TP的前述层叠体LM配置在成形模具UD、LD内并加压，将前述层叠体LM加热至前述热固化性树脂完全固化为止的第五工序；以及从前述成形模具UD、LD中取出前述层叠体LM，并剥掉前述条带TP的第六工序。

技术领域

本发明涉及结构体的制造方法和结构体。

背景技术

从部件轻量化的观点出发，尝试将金属制的结构体替换成例如用树脂加固碳纤维等强化纤维而得到的FRP(Fiber Reinforced Plastics，纤维增强塑料)制的结构体。此处，作为FRP制的结构体，已知例如已经用于自行车框架等的中空圆筒构件。

然而，自行车的框架原本是将金属制的圆管道接合而成的产物，因此，除去接合部的问题等之外，比较容易将其替换成FRP制的中空圆筒构件。另一方面，用于例如车辆的结构体因其设置空间有限而存在难以直接使用中空圆筒构件的问题。因而，为了能够以结构体的形式广泛使用，存在想要将FRP制的结构体形成为板状或非圆形中空截面形状(例如方筒状)的要求。

作为形成板状的FRP制结构体的一个方案，有将多片预浸料层叠在成形模具上并使其完全固化的方法。预浸料是指使环氧树脂等热固化性树脂均匀地浸渗至强化纤维，并加热或干燥而制成半固化状态的片状的强化塑料成形品。

然而，如此形成的FRP制结构体存在容易在固化过程中产生应变、得不到精度良好的平板形状的问题。

此外，对如此层叠而形成的板状的FRP制结构体的两端反复施加扭转变形时，在上表面侧的片材与下表面侧的片材之间产生相对移动。因此，在结构体的中央宽度方向的两个边缘，容易出现片材的粘接剥离而纤维剥落，存在导致强度降低的问题。

另一方面，作为形成非圆形中空截面形状的FRP制结构体的一个方案，存在如下方法：将在外周配置有层叠预浸料等的挠性中空芯子配置在成形模具内，通过加压使中空芯子膨胀并进行加热，由此使预浸料的外表面与模具相符并成形。然而，若通过这种制法来进行成形，则在成形时的加压/加热工序中产生的预浸料的壁厚变化时，存在因无法追随与模具相符的形状变化的强化纤维而产生褶皱、空孔、树脂富集之虞。由此，导致FRP制结构体的制品品质、制品强度的降低。

与此相对，作为形成具有非圆形中空截面形状的FRP制结构体的技术，公开了专利文献1所示的技术。根据专利文献1中公开的技术，通过将在外周配置有强化纤维基材的中空芯子配置在成形模具的模腔内，并合模后，一边对芯子内进行加压一边向成形模具内注入树脂，从而能够成型为FRP中空结构体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-159457号公报

发明内容

发明要解决的问题

根据专利文献1的技术，据称通过一边对配置在成形模具内的中空芯子进行加压一边向成形模具内注入树脂，能够避免FRP中空结构体产生褶皱、空孔等不良情况。然而，该技术中需要用于向成形模具内注入树脂的树脂流路等大型设备，存在消耗成本的问题。

因而，本发明的目的在于，提供尽管成本低但仍然具有高形状精度和强度的结构体的制造方法和结构体。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的结构体的制造方法具有如下工序：