[发明专利]预浸料坯、层叠体及成型品

说明书

本发明的目的在于提供用于制造适合作为结构材料的层叠体的预浸料坯、及层叠体，其具有优异的拉伸剪切接合强度、疲劳接合强度及层间断裂韧性值，可以利用熔接而与其他结构部件牢固地一体化。本发明的预浸料坯包含以下构成要素[A]、[B]及[C]：[A]增强纤维；[B]热固性树脂；[C]热塑性树脂，预浸料坯的特征在于，[C]存在于预浸料坯的表面，[C]是玻璃化转变温度为100℃以上的结晶性热塑性树脂或玻璃化转变温度为180℃以上的非晶性的热塑性树脂，在预浸料坯中，存在有跨越包含[B]的树脂区域与包含[C]的树脂区域之间的边界面而被包含于这两个树脂区域中的[A]增强纤维。

技术领域

本发明涉及热固性树脂和热塑性树脂含浸于增强纤维而成的预浸料坯，及包含热固性树脂、热塑性树脂及增强纤维的层叠体或一体化成型品。

背景技术

对于使用热固性树脂或热塑性树脂作为基质，且与碳纤维、玻璃纤维等增强纤维组合而成的纤维增强复合材料而言，其是轻质的，并且强度、刚性等力学特性、耐热性、以及耐腐蚀性优异，因此被应用于航空航天、汽车、铁道车辆、船舶、土木建筑及运动用品等众多领域。然而，这些纤维增强复合材料并不适于以单一的成型工序来制造具有复杂形状的部件、结构体，在上述用途中，需要制备由纤维增强复合材料形成的部件，接着与其他部件一体化。作为将包含增强纤维和热固性树脂的纤维增强复合材料与其他部件一体化的方法，可以采用螺栓、铆钉、螺钉等机械性接合方法、使用粘接剂的接合方法。在机械性接合方法中，由于需要预先加工出开孔等接合部分的工序，因此导致制造工序时间长及制造成本增加，此外，存在由于开孔而材料强度降低这样的问题。在使用粘接剂的接合方法中，由于需要包括粘接剂的准备、粘接剂的涂布操作的粘接工序及固化工序，因此导致制造工序时间长，且在粘接强度方面也存在可靠性无法得到充分满足这样的课题。

对于在基质中使用热塑性树脂的纤维增强复合材料而言，除了将由增强纤维和热固性树脂形成的纤维增强复合材料与其他部件一体化的上述方法之外，可以适用利用熔接将部件间接合的方法，因此存在可以缩短部件间的接合所需要的时间的可能性。另一方面，在如航空器用结构部件那样要求在高温高湿环境下的力学特性、优异的对化学品的耐性的情况下，与由热固性树脂和增强纤维形成的纤维增强复合材料相比，存在耐热性、耐化学品性不足这样的课题。

这里，在专利文献1中记载了通过粘接剂将由热固性树脂和增强纤维形成的纤维增强复合材料接合的方法。

专利文献2中，示出了将由热塑性树脂形成的部件、和以由热固性树脂形成的纤维增强复合材料形成的部件进行一体化的方法。即，通过在由增强纤维和热固性树脂形成的预浸料坯片的表面层叠热塑性树脂膜，并加热·加压，由此得到纤维增强复合材料。之后，将所得的纤维增强复合材料放入模具，并将热塑性树脂注射成型，利用注射成型将所形成的热塑性树脂部件与纤维增强复合材料接合。

此外，在专利文献3中，记载了在由热固性树脂和增强纤维形成的复合材料的表面形成有热塑性树脂粘接层的层叠体的制造方法，并且记载了显示出介由热塑性树脂而与其他部件的粘接效果。

在专利文献4中，记载了在由增强纤维和热固性树脂形成的预浸料坯的表层配置有由热塑性树脂形成的粒子、或纤维、或膜而成的预浸料坯及纤维增强复合材料。并且，记载了在所述预浸料坯及纤维增强复合材料中，层间断裂韧性值得到提高

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-161801号公报

专利文献2：日本特开平10-138354号公报

专利文献3：日本专利第3906319号公报

专利文献4：日本特开平8-259713号公报

发明内容

发明所要解决的课题