专利名称：树脂基复合材料的制造方法
技术领域：
本发明涉及具有导电性的树脂基复合材料的制造方法。
背景技术：
由于纤维强化树脂等树脂基复合材料为轻质且强度高，所以被广泛用作飞机、汽车、船舶等的结构部件中。由于这样的树脂基复合材料含有导电性低的树脂作为基质，所以例如在用作飞机主翼结构体时，为了使其具有耐雷性而需要在表面赋予导电性。作为对复合材料的表面赋予导电性的方法，通常使用在使复合材料成形的同时将铜箔加热粘接，由此在复合材料表面使铜箔层叠的方法(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平11-138669号公报
发明内容
发明想要解决的问题然而，在树脂基复合材料的表面对铜箔同时进行加热粘接成形的上述方法中，由于使热膨胀系数大大不同的树脂与铜箔进行贴合，所以有产生皱纹(褶皱)的问题。另外， 薄的铜箔有操作性差，容易折断，容易附着污染物、铜箔的切断作业中发生飞边等缺点，需要操作时细心注意，因此在树脂基复合材料上贴合铜箔的作业在技术上是困难的。另外，皱纹(褶皱)、污染物的附着会导致强度特性受到不良影响之类的问题。另外，在耐雷层使用了铜箔的树脂基复合材料还有由于切断或穿孔容易产生飞边，加工性变差的问题。本发明是鉴于上述情况而完成的，提供一种以良好的作业性制造具有与树脂基复合材料的密合性优异的耐雷层的复合材料的方法。用于解决问题的方法为了解决上述问题，本发明提供了树脂基复合材料的制造方法，其包括如下的工序在以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第1树脂板上，使由含有金属粉的树脂构成的导电层、以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第2树脂板依次层叠，形成层叠体的工序；对该层叠体进行烧成，使所述第1树脂板、所述导电层和所述第2树脂板粘接而形成树脂基复合材料的工序。另外，本发明提供了树脂基复合材料的制造方法，在以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第1树脂板的一个面上，层叠由含有金属粉的树脂构成的导电层，并在与形成有该导电层的面的相反侧的面上，使以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第2 树脂板依次层叠，形成层叠体的工序；对该层叠体进行烧成，使所述第1树脂板、所述导电层和所述第2树脂板粘接而形成树脂基复合材料的工序。由于上述导电层以树脂作为主要成分，所以导电层与纤维强化树脂板的热膨胀系数之差小。其结果，粘接后的残留应力减小，所以可以得到具有与纤维强化树脂板的密合性良好的耐雷层的树脂基复合材料。另外，由于操作性提高，所以可以在纤维强化树脂板表面的较大的面积上形成导电层。上述发明中，所述金属粉只要是铜粉或者银粉，就可以制成赋予良好的导电性的导电层，所以优选。发明的效果根据上述发明，通过使用由含有金属粉的树脂构成的导电层，可以得到形成有与纤维强化树脂板的密合性优异的耐雷层的树脂基复合材料。另外，由于操作性提高，所以可以在纤维强化树脂板表面较大的面积上形成导电层。
图1为利用第1实施方式制造方法制造的树脂基复合材料的剖面概略图。图2为利用第3实施方式的制造方法制造的树脂基复合材料的剖面概略图。
具体实施例方式以下对本发明的实施方式进行说明。(第1实施方式)图1为利用第1实施方式的制造方法制造的树脂基复合材料的剖面概略图。树脂基复合材料10是依次层叠第1树脂板11、作为耐雷层的导电层12、第2树脂板13而构成的。这样一来，通过制成用第1树脂板和第2树脂板夹持导电层的构成的树脂基复合材料， 可以使最外层表面平滑。将图1的构成的树脂基复合材料应用于飞机主翼结构体时，与主翼结构体最外层表面设置耐雷层的构成相比，在空气动力上是有利的。第1树脂板11为由用环氧树脂固定玻璃纤维而成的玻璃纤维强化树脂(GFRP)构成的板。第2树脂板13为由用环氧树脂固定碳纤维而成的碳纤维强化树脂(CFRP)构成的板。本实施方式中，导电层12为由含有金属粉的树脂构成的导电片。构成导电片的树脂为例如酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等。作为金属粉使用铜粉或者银粉时，可以得到良好的导电性。导电片通过如下的操作来得到在成形用板上通过例如喷淋或敷料以规定的膜厚涂布含有金属粉的树脂，使其在大气中加热干燥，由此除去树脂中的溶剂，同时使树脂固化后，从成形用板上进行剥离。成形用板为在例如树脂涂布面涂布有四氟乙烯的板时，则可以使干燥后的导电片容易剥离。干燥温度为所使用的树脂固化的温度。例如，在酚醛树脂的情况下，在130°C 180°C的温度范围使其干燥。在环氧树脂的情况下，在60°C 150°C的温度范围使其干燥。树脂基复合材料10通过以下的工序制造。首先，在作为第1树脂板11的GFRP预浸料上配置作为导电层12的导电片。在 GFRP预浸料上配置多片导电片时，例如以5mm左右的宽度对邻接的导电片的端部进行重叠。需要说明的是，就利用在成形用板上涂布含有金属粉的树脂并使其干燥的上述的方法制作而成的导电片而言，由于树脂内的金属粉沉淀于成形用板侧，或者涂布后的树脂的外CN 102395465 A
说明书
3/6页 表面在干燥时被氧化，所以外表面的电阻值比成形用板侧的电阻值大。这样，在以成形用板侧的表面之间接触的方式将邻接的导电片的端部重叠配置时，可以防止在接触面的电阻值的上升。然后，在导电片上配置作为第2树脂板13的CFRP预浸料。将使GFRP预浸料、导电片、及CFRP预浸料层叠而成的层叠体放入真空袋中。边对真空袋内部进行排气边使层叠体加热到175°C 185°C的温度范围，使预浸料与导电片粘接，制作树脂基复合材料10。如本实施方式所示，通过使用导电片(预先成形为片状的含有金属粉的树脂)，从而可以防止由溶剂导致的树脂板的浸蚀或加热粘接时产生水成分。以树脂为主要成分的导电片与以往的铜箔比较，挠性优异，难以发生破裂等，操作性优异。因此，可以使贴合时的作业性大幅提高，可以在树脂板上以大面积贴合导电片，所以是有利的。另外，本实施方式的树脂基复合材料由于以含有金属粉的树脂作为主要成分的导电片为耐雷层，所以耐雷层与第1及第2树脂板的热膨胀系数之差小。该结果是耐雷层与第1及2树脂板的密合性良好。使用多片的导电片，并使邻接的导电片的端部叠加时，在叠加部分的导电片之间的密合性良好。因此，可以防止叠加部分的电阻的上升。另外，即使对本实施方式的树脂基复合材料实施了切断加工或穿孔加工时，也不发生像作为耐雷层使用了铜箔的以往树脂基复合材料那样的加工面的耐雷层的飞边。(第2实施方式)第2实施方式中，通过在第1树脂板上涂布含有金属粉的树脂来形成导电层。需要说明的是，树脂及金属粉为与第1实施方式相同的材料。第2实施方式中，树脂基复合材料10通过以下的工序来制造。在作为第1树脂板11的GFRP预浸料上，涂布含有金属粉的树脂。涂布方法可以是喷淋涂布，也可以是使用涂布机对树脂糊剂进行涂布。涂布后，通过在大气中的加热干燥除去树脂中的溶剂，同时使树脂固化，形成导电层12。干燥温度为所使用的树脂固化的温度。然后，在导电层12上配置作为第2树脂板13的CFRP预浸料。将使GFRP预浸料、 导电层、及CFRP预浸料层叠而成的层叠体放入真空袋中。边对真空袋内部排气边使层叠体加热到175°C 185°C的温度范围内，并使预浸料与导电层粘接，制作树脂基复合材料10。在FRP预浸料上直接涂布含有金属粉的树脂时，如果树脂中所含的溶剂量多，有时构成FRP预浸料的环氧树脂会被溶剂浸蚀。树脂中所含的溶剂量少时，FRP预浸料上直接涂布含有金属粉的树脂，也可以防止由溶剂导致的预浸料的浸蚀。涂布含有金属粉的树脂后，如果在未使其干燥的情况下层叠其它的FRP预浸料并进行烧成，例如在酚醛树脂中，有时会从作为含有金属粉的树脂的主要成分的树脂中产生水。因此，除了导致由含有金属粉的树脂构成的层与树脂板的密合不良之外，外观也受到损失，故不优选。因此，优选在涂布了含有金属粉的树脂后使其干燥之后，层叠第2树脂板。(第3实施方式)图2为利用第3实施方式的制造方法制造的树脂基复合材料的剖面概略图。树脂基复合材料20中，在第1树脂板21的一个表面上形成有作为耐雷层的导电层22，在另一个表面上形成有第2树脂板23。
与第1实施方式同样，第1树脂板21、第2树脂板22、及导电层23分别为由玻璃纤维强化树脂(GFRP)构成的板，由碳纤维强化树脂(CFRP)构成的板、及导电片。本实施方式的树脂基复合材料20通过以下的工序来制造。在作为导电层22的导电片上，配置作为第1树脂板21的GFRP预浸料。使用多片导电片时，例如以5mm左右的宽度对邻接的导电片的端部进行重叠，接着，在GFRP预浸料上配置作为第2树脂板23的CFRP预浸料，制成层叠体。需要说明的是，层叠体可以是在CFRP 预浸料上使GFRP预浸料及导电片依次层叠而形成。将上述层叠体放入真空袋中。边对真空袋内部进行排气边将层叠体加热到 175°C 185°C的温度范围内，使预浸料与导电片粘接，制作树脂基复合材料20。(第4实施方式)第4实施方式中，通过在第1树脂板上涂布含有金属粉的树脂，由此形成导电层， 制造图2所示构成的树脂基复合材料。第4实施方式中，树脂基复合材料20通过以下的工序来制造。通过喷淋或涂布，在作为第1树脂板21的GFRP预浸料上，涂布含有金属粉的树脂。涂布后，在大气中使其加热干燥，由此除去树脂中的溶剂，同时使树脂固化，形成导电层 22。然后，在第1树脂板21的与形成有导电层22的面相反的侧的面上配置作为第2 树脂板23的CFRP预浸料。将使导电层、GFRP预浸料、及CFRP预浸料层叠而成的层叠体放入真空袋中。边对真空袋内部进行排气边将层叠体加热到175°C 185°C的温度范围内，由此使预浸料与导电层粘接，制作树脂基复合材料20。第1 第4实施方式中，虽然是第1树脂板为GFRP、第2树脂板为CFRP的树脂基复合材料，但本发明并不限于此。例如，第1树脂板为CFRP、第2树脂板为GFRP的树脂基复合材料也可以适用于本发明。实施例(导电片的制作)在表面涂布有四氟乙烯的铝制成形用板上喷涂铜涂料(酚醛树脂)进行涂布。将涂布有铜涂料的铝板在150°C的条件下加热30分钟。放置冷却后，由铝板剥离铜涂料的膜， 得到了含有铜的导电片。含有铜的导电片的膜厚为70 μ m 85 μ m的范围内。在表面涂布有四氟乙烯的铝制成型用板上使用敷料机对银糊剂(聚氨酯树脂)进行涂布。将涂布有银糊剂的铝板在80°C的条件下加热20分钟。放置冷却后，由铝板剥离银糊剂的膜，得到了含有银的导电片。含有银的导电片的膜厚为IOOym 150μπι的范围内。(树脂基复合材料的制作)表1示出耐雷层的种类、耐雷层的配置位置、及耐雷层的配置方法。在实施例1 实施例4、及比较例1和比较例2中，在GFRP预浸料(Toray制、极薄型)上按照作为耐雷层的用上述方法制作的导电片或者铜箔(电解铜箔)、CFRP预浸料 (Toray制、高强度弹性单向材料)的顺序进行配置，制成层叠体。实施例2及4、比较例2 以5mm的宽度将2片导电片的成型用板侧面之间进行叠加。实施例5及实施例6中，在导电片的与成型用板侧相反侧的面上，以GFRP预浸料、 CFRP预浸料的顺序进行配置，制成层叠体。
表1
权利要求
1.一种树脂基复合材料的制造方法，其包括如下的工序在以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第1树脂板上，使由含有金属粉的树脂构成的导电层、以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第2树脂板依次层叠，形成层叠体的工序，对该层叠体进行烧成，使所述第1树脂板、所述导电层和所述第2树脂板粘接而形成树脂基复合材料的工序。
2.一种树脂基复合材料的制造方法，其包括如下的工序在以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第1树脂板的一个面上，层叠由含有金属粉的树脂构成的导电层，并在与形成有该导电层的面相反侧的面上，依次层叠以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第2树脂板，形成层叠体的工序，对该层叠体进行烧成，使所述第1树脂板、所述导电层和所述第2树脂板粘接而形成树脂基复合材料的工序。
3.如权利要求1或者2所述的树脂基复合材料的制造方法，所述金属粉为铜粉或者银粉。
全文摘要
本发明提供一种以良好的作业性制造具有与树脂基复合材料的密合性优异且疲劳特性良好的耐雷层的复合材料的方法。该树脂基复合材料的制造方法包括如下工序在以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第1树脂板(11)上，使由含有金属粉的树脂构成的导电层(12)、以被纤维强化的树脂作为主要的要素构成的第2树脂板(13)依次层叠形成层叠体的工序；对该层叠体进行烧成，使所述第1树脂板(11)、所述导电层(12)和所述第2树脂板(13)粘接，形成树脂基复合材料(10)的工序。
文档编号B32B5/28GK102395465SQ201080008549
公开日2012年3月28日 申请日期2010年2月8日 优先权日2009年2月23日
发明者小栗和幸, 岸田朋子 申请人:三菱重工业株式会社