降低。
[0048](3)作为添加剂23使用碳黑或者碳纳米管。另外，由碳纤维形成第I?第4增强纤维束层11?14、结合线21、以及防脱线22。因此，作为层叠体20仅由碳材料形成。因此，能够消除因碳纤维以外的材料混入而引起的三维纤维增强复合材料10的强度降低。
[0049](4)通过利用结合线21结合层叠体20，而在层叠体20沿层叠方向形成有两股部间隙R、结合线间隙T、以及线间隙S。但是，由于沿结合线21在层叠体20的整个层叠方向存在有添加剂23，所以抑制在层叠体20产生裂缝的情况。因此，相对于利用结合线21提高了层叠方向的强度的三维纤维增强复合材料10，能够通过提供添加剂23而进一步提高三维纤维增强复合材料10的沿层叠方向的强度。
[0050](5)添加剂23与粘合剂混合并附着于结合线21以及各增强纤维束Ila?14a。因此，在注入热固化性树脂时添加剂23不会从结合线21以及各增强纤维束Ila?14a被除去，从而在形成基体树脂30时能够可靠地抑制各间隙R、S、T处的内部应力。
[0051](6)在制造三维纤维增强复合材料10时，一边向层叠体20的两股部间隙R供给添加剂23，一边从与存在有两股部间隙R的面相反的一侧的面吸引层叠体20内的空气，从而朝向与存在有两股部间隙R的面相反的一侧的面拉动添加剂23。因此，能够使添加剂23从两股部间隙R沿结合线21在层叠体20的整个层叠方向行进。因此，能够使添加剂23附着于形成各间隙R、S、T的结合线21的周围。
[0052](7)即便在两股部间隙R、线间隙S、以及结合线间隙T形成有树脂聚集部，也利用添加剂23缓和树脂聚集部的内部应力，从而能够抑制在各间隙R、S、T产生裂缝的情况。因此，无需为了使各间隙R、S、T尽可能小而使用细线(例如，100旦以下的线)作为结合线21，从而能够抑制裂缝的产生并且维持沿层叠方向的强度。
[0053](8)即便在两股部间隙R、线间隙S、以及结合线间隙T形成有树脂聚集部，也利用添加剂23缓和树脂聚集部的内部应力，从而能够抑制在各间隙R、S、T产生裂缝的情况。因此，无需利用与基体树脂30热性能接近的有机纤维形成第I?第4增强纤维束Ila?14a以及结合线21。能够利用碳纤维形成第I?第4增强纤维束Ila?14a以及结合线21，从而能够抑制裂缝的产生并且维持三维纤维增强复合材料10的机械强度。
[0054]此外，上述实施方式也可以如下地变更。
[0055]也可以不使用粘合剂。
[0056]在实施方式中，虽作为基体树脂30使用了热固化性树脂，但也可以使用其他种类的树脂。
[0057]虽粘合剂与添加剂23以其总体积占各两股部间隙R的体积的10?50%的方式被供给，但该剩余的50?90%可以用基体树脂占据，也可以为空隙。
[0058]结合线21以及防脱线22也可以仅为一根。
[0059]也可以不将添加剂23供给至结合线21的两股部间隙R，而将其涂覆于层叠体20的第4增强纤维束层14的表面整体。
[0060]层叠体20为多层即可，可以为双层或者三层，或者也可以为五层以上。
[0061]在实施方式中，虽利用辅助线Ilb?14b将第I?第4增强纤维束层11?14分别连结，但不限定于此。例如，也可以利用设置于第I?第4增强纤维束层11?14的单面的融合线，将各增强纤维束Ila?14a连结。另外，也可以在第I?第4增强纤维束层11?14中，在各增强纤维束I Ia?14a的轴向的两端设置销，用该销勾住连结线而将各增强纤维束Ila?14a连结。
[0062]构成第I?第4增强纤维束Ila?14a的纤维并不局限于碳纤维，也可以根据三维纤维增强复合材料10所要求的物理性质，而使用选自芳族聚酰胺纤维、聚对苯并二恶唑(poly-p-phenylenebenzobisoxazole)以及超高分子量聚乙稀纤维等的高强度的有机纤维、或选自玻璃纤维以及陶瓷纤维等的无机纤维。
[0063]防脱线22以及结合线21也可以不是捆扎碳纤维而成的线，而是对玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、陶瓷纤维等进行成束或者捻搓而成的线。
[0064]制造由层叠体20与基体树脂30构成的三维纤维增强复合材料10的方法不限定于RTM法。
【主权项】
1.一种三维纤维增强复合材料，其特征在于， 具备: 层叠体，其是包括沿层叠方向层叠的多个纤维束层的层叠体，所述纤维束层包括第I以及第2最外层； 基体树脂，其浸入所述层叠体； 防脱线，其沿所述第I最外层的表面延伸；以及 结合线，其将所述纤维束层沿层叠方向结合， 所述结合线具有: 折回部，其通过所述防脱线的层叠方向的外侧并折回； 与所述折回部连续，并沿与各纤维束层的面正交的方向延伸的第I横穿线部以及第2横穿线部；以及 表层线部，其在所述第2最外层的表面沿该第2最外层的面而向与所述防脱线大致正交的方向延伸， 所述表层线部具有两股部，其在所述第2最外层的表面从所述第I横穿线部以及第2横穿线部向相反的方向延伸， 在由所述两股部、和与该两股部相邻的所述第2最外层的纤维束围起的空间、所述第I以及第2横穿线部中的每一个和与这两个横穿线部中的每一个相邻的纤维束之间的空间、以及所述第I横穿线部与所述第2横穿线部之间的空间，分别配置有添加剂和所述基体树脂。
2.根据权利要求1所述的三维纤维增强复合材料，其特征在于， 所述添加剂与粘合剂混合并附着于所述层叠体， 所述添加剂与所述粘合剂加在一起的体积为，由所述两股部和与该两股部相邻的所述第2最外层的纤维束围起的空间的10?50%。
3.根据权利要求1或2所述的三维纤维增强复合材料，其特征在于， 所述纤维束层、所述防脱线以及所述结合线由碳纤维形成， 所述添加剂为碳黑或者碳纳米管。
4.根据权利要求2或3所述的三维纤维增强复合材料，其特征在于， 所述粘合剂为热塑性树脂。
5.一种三维纤维增强复合材料的制造方法，其特征在于， 包括: 准备包括沿层叠方向层叠的多个纤维束层的层叠体的步骤，所述纤维束层包括第I以及第2最外层； 准备沿所述第I最外层的表面延伸的防脱线的步骤； 利用结合线将所述纤维束层沿层叠方向结合的步骤，所述结合线具有:通过所述防脱线的层叠方向的外侧并折回的折回部、与所述折回部连续并沿与各纤维束层的面正交的方向延伸的第I横穿线部以及第2横穿线部、以及在所述第2最外层的表面沿该第2最外层的面而向与所述防脱线正交的方向延伸的表层线部，所述表层线部具有在所述第2最外层的表面从所述第I横穿线部以及第2横穿线部向相反的方向延伸的两股部； 通过一边从所述第2最外层的表面的外侧向所述两股部供给添加剂一边从所述第I最外层的表面的外侧吸引所述添加剂，而在由所述两股部和与该两股部相邻的所述第2最外层的纤维束围起的空间、所述第I横穿线部以及所述第2横穿线部中的每一个和与这两个横穿线部中的每一个相邻的纤维束之间的空间、以及所述第I横穿线部与所述第2横穿线部之间的空间配置所述添加剂的步骤；以及 将基体树脂浸入包含所述添加剂的所述层叠体的步骤。
6.根据权利要求5所述的三维纤维增强复合材料的制造方法，其特征在于， 所述添加剂与粘合剂混合并被供给至所述层叠体， 所述添加剂与所述粘合剂加在一起的体积为，由所述两股部和与该两股部相邻的所述第2最外层的纤维束围起的空间的10?50%。
【专利摘要】本发明提供三维纤维增强复合材料，其具备：层叠体，其是包括沿层叠方向层叠的多个纤维束层的层叠体，纤维束层包括第1以及第2最外层；基体树脂；防脱线；以及结合线，其将纤维束层结合。结合线具有：折回部，其通过防脱线的外侧并折回；与折回部连续的第1横穿线部以及第2横穿线部；以及表层线部，其在第2最外层的表面沿该第2最外层的面而向与防脱线大致正交的方向延伸。表层线部具有两股部，其在所述第2最外层的表面从第1横穿线部以及第2横穿线部向相反的方向延伸。在由两股部和与该两股部相邻的第2最外层的纤维束围起的空间、第1以及第2横穿线部中的每一个和与这两个横穿线部中的每一个相邻的纤维束之间的空间、以及第1横穿线部与所述第2横穿线部之间的空间配置有添加剂和所述基体树脂。
【IPC分类】C08J5-04, B29C70-10, D03D1-00, D04H3-04
【公开号】CN104583283
【申请号】CN201380042957
【发明人】安江雅彦, 辻良平, 神谷隆太, 都筑诚
【申请人】株式会社丰田自动织机
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年8月20日
【公告号】EP2889324A1, US20150246505, WO2014030632A1