连续纤维增强树脂复合材料及其成型品的制作方法_2

文档序号:9712847阅读:来源:国知局

[0041] 并且,可根据熔融挤压时的温度及压力等工序条件来调节树脂的浸渍程度。
[0042] 可调节加热部分的温度和区间,并根据连续纤维增强树脂复合材料的部分,来使 浸渍性变得不同。
[0043] 像这样,向上述连续纤维层10浸渍的树脂来源于用于形成上述树脂层的树脂片, 使上述连续纤维层10与上述树脂层20实现一体化,来形成上述连续纤维增强树脂复合材料 100〇
[0044] 若一个连续纤维1并排来形成一层,则上述连续纤维层10的连续纤维骨架可以形 成为2层至20层。
[0045] 当以连续纤维1圆形剖面为基准,从连续纤维层10的剖面观察时,为了形成连续纤 维骨架而堆积连续纤维1的形态,即,填充物形态可以为三角形填充物、正方形填充物等多 种,且并不局限于此,可以选择适合达到所需物性的填充物形态。
[0046] 作为用于形成连续纤维骨架的具体方法为,例如,向宽幅展开连续纤维束,来以所 需的厚度形成连续纤维骨架,但并不局限于此,可根据公知的方法来制成多种形态。
[0047] 例如,上述连续纤维层10的厚度可以为约20μηι至约65μηι。具有上述范围的厚度的 连续纤维层10适合使上述连续纤维增强树脂复合材料100拥有适当的柔韧性,并适合以具 有机械强度的方式体现浸渍性。
[0048] 上述连续纤维层10的厚度因堆积几层连续纤维而受到影响,但也可因连续纤维1 的大小而受到影响。
[0049] 例如,上述连续纤维1的平均直径可以为约5μηι至约20μηι。由具有上述范围的大小 的连续纤维1形成的连续纤维层10适合使上述连续纤维增强树脂复合材料100拥有适当的 柔韧性,并适合以具有机械强度的方式体现浸渍性。
[0050] 上述连续纤维1可包括选自由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维及它们的组合组成的组 中的一种。
[0051] 上述树脂可无限制地使用在连续纤维增强树脂复合材料中使用的公知的树脂,并 可根据所需的用途来选择热塑性树脂或热固性树脂,具体地,可包含选自由聚四氟乙烯、聚 乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6.6、聚甲基丙烯 酸甲酯及它们的组合组成的组中的一种,且并不局限于此。
[0052]上述树脂层的厚度可以为约ΙΟμπι至约200μηι。具有上述范围的厚度的树脂层20适 合使上述连续纤维增强树脂复合材料100拥有适当的柔韧性,并适合以具有机械强度的方 式体现浸渍性。
[0053]上述树脂层20的树脂可向上述连续纤维的骨架的内部浸渍,并从上述连续纤维层 10的表面向中心浸渍规定深度,而可以调节这种浸渍程度来调节浸渍性。
[0054] 图2为以放大方式示出图1所示的正方形Α的图,上述树脂浸渍至用Υ显示的厚度, 来形成为浸渍树脂的连续纤维,上述树脂未浸渍至用X显示的中心部而以未浸渍树脂的连 续纤维形式存在(在图1及图2中不区分浸渍连续纤维和未浸渍的连续纤维,均显示为1)。
[0055] 例如,上述树脂从上述连续纤维层10的表面向中心浸渍至总厚度的约5%至约 35%的深度。
[0056] 以上述数据范围浸渍的连续纤维增强树脂复合材料100既可以具有适当的机械强 度,又可以适用于卷绕工序。
[0057] 可根据连续纤维的种类及位置来浸渍于相同体积内的树脂的量可发生变化。
[0058]其他例为,在上述连续纤维层10中,上述浸渍树脂的连续纤维与上述未浸渍树脂 的连续纤维的总体积比(bulk volume ratio)可以为约1:9至约7:3,具体地,可以为约4:6 至约7:3。以上述数据范围浸渍的连续纤维增强树脂复合材料100既可以具有适当的机械强 度,又可以适用于卷绕工序。上述总体积比(bulk volume ratio)是指包括连续纤维间空间 在内来计算出的体积比。
[0059] 如上所述,上述连续纤维增强树脂复合材料100既可以维持连续纤维1的连续性, 又可以根据卷绕工序来进行卷绕。
[0060] 例如,上述连续纤维增强树脂复合材料100既可以维持连续纤维1的连续性,又可 以卷绕于特定的中心材料。
[0061] 上述连续纤维增强树脂复合材料100可以被制成薄片形状来使用,并可呈具有宽 度、厚度及长度来沿着长度方向延伸的形状。在后者的情况下,由于具有沿着长度方向延伸 的形状,因此可重新以炜丝或经丝来织造这种形状的连续纤维增强树脂复合材料100。为了 进行织造,炜丝与经丝应具有柔韧性。尤其,当供给炜丝时,在剑杆抓住炜丝来移动的过程 中,若是没有柔韧性的材料,则以具有大半径的方式移动,因而与经丝发生碰撞。上述连续 纤维增强树脂复合材料100具有作为这种炜丝和经丝所需的适当的柔韧性,因此可进行织 造。
[0062] 并且,上述连续纤维增强树脂复合材料100可进行织造。为了进行织造,炜丝与经 丝应具有柔韧性。尤其,当供给炜丝时,在剑杆抓住炜丝进行移动的过程中,若是没有柔韧 性的材料,则以具有大半径的方式移动,因而与经丝发生碰撞。上述连续纤维增强树脂复合 材料1〇〇具有作为这种炜丝和经丝所需的适当的柔韧性,因此可进行织造。
[0063] 在本发明的另一实例中,提供包含上述连续纤维增强树脂复合材料的成型品。
[0064] 如上所述,上述连续纤维增强树脂复合材料可进行卷绕工序,因而适合适用于需 要卷绕工序的产品。
[0065] 因此,上述成型品可包含被卷绕的连续纤维增强树脂的复合材料。
[0066] 例如,上述产品可以为利用长丝卷绕工序来制成的产品,上述长丝卷绕工序为利 用卷绕的工序。
[0067] 其他例为,如上所述,在上述产品中,上述连续纤维增强树脂复合材料可以为由炜 丝或经丝织造而成的产品。
[0068] 以下,记载本发明的实施例及比较例。下述的实施例仅为本发明的一实施例,本发 明并不局限于下述的实施例。
[0069] 实施例 [0070] 实施例1
[0071]对直径为17μπι的连续玻璃纤维4000条的玻璃纤维束实施宽幅化,来形成4张厚度 为50μπι的连续纤维的骨架后,与厚度为50μπι的聚丙烯树脂层交替层叠,并在220°C的温度中 以lOMPa的压力按压1分钟,来制成连续纤维增强树脂复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM) 来观察所制成的连续纤维增强树脂复合材料,结果,在一个连续纤维层的厚度50μπι中,以中 间为中心来形成厚度为40μπι的树脂未浸渍连续纤维区域,并向这种树脂未浸渍连续纤维的 上下部分别以5μπι来形成共计ΙΟμπι(与图2中的Υ+Υ相对应)的浸渍连续纤维区域。
[0072] 实施例2
[0073]对直径为7μπι的连续碳纤维24000条的碳纤维束实施宽幅化,来形成4张厚度为50μ m的连续纤维的骨架后,与厚度为50μπι聚酰胺树脂层交替层叠,并在270°C的温度中以lOMPa 的压力按压3分钟,来制成连续纤维增强树脂复合材料。利用扫描电子显微镜来观察所制成 的连续纤维增强树脂复合材料,结果,在一个连续纤维层的厚度50μπι中,以中间为中心来形 成厚度为15μπι的树脂未浸渍连续纤维区域,并向这种树脂未浸渍连续纤维的上下部分别以 17.5μπι来形成共计35μπι(与图2中的Υ+Υ相对应)的浸渍连续纤维区域。
[0074] 实施例3
[0075]对直径为7μπι的连续碳纤维24000条的碳纤维束实施宽幅化,来形成4张厚度为50μ m的连续纤维的骨架后,与厚度为50μπι聚酰胺树脂层交替层叠,并在270°C的温度中以lOMPa 的压力按压2分钟,来制成连续纤维增强树脂复合材料。利用扫描电子显微镜来观察所制成 的连续纤维增强树脂复合材料,结果,在一个连续纤维层的厚度50μπι中,以中间为中心来形 成厚度为30μπι的树脂未浸渍连续纤维区域,并向这种树脂
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