CN101228310B - 增强纤维织物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种增强纤维织物和使用该增强纤维织物得到的预成型体、纤维增强树脂成型品以及它们的制造方法,所述增强纤维织物的变形性优异,能够追随复杂形状,并且其形状保持性优异。在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面上粘着有树脂材料后,通过改变构成该织物基材的多根增强纤维束的相对位置,将同时粘着在2根以上增强纤维束上的树脂材料从该2根以上增强纤维束的一部分上剥离,制成由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到1%为止的荷重的最大值在0.01~0.75N的范围内的增强纤维织物。

Description

增强纤维织物及其制造方法
技术领域
本发明涉及增强纤维织物(reinforcing woven fabric)和使用该增强纤维织物得到的预成型体、纤维增强树脂成型品以及它们的制造方法,所述增强纤维织物的变形性优异,容易赋形为立体形状,同时,具有优异的操作性,赋形为立体形状时的形状保持性也优异。 
背景技术
由碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等连续增强纤维和环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂等基质树脂(matrixresin)的固化物形成的纤维增强树脂成型品在强度、弹性模量、耐冲击性、耐疲劳性等方面显示优异的力学特性的同时,具有轻质的特性,故用于航空、宇宙、运动、汽车、船舶、家电制品、土木建筑等广泛的用途中。 
在纤维增强树脂成型品的制造中,普遍使用下述方法:将在由连续增强纤维形成的织物基材中含浸未固化的热固性树脂得到的片材状中间基材即预成型料(pre-preg)层叠在成型模上后,利用高压釜加压·加热。但是,使预成型料含浸的未固化的热固性树脂通常是高粘度的,构成纤维基材的增强纤维束的相对位置被含浸的树脂束缚。因此,预成型料的硬度大,变形性小,对模的追随性差,难以赋形为立体形状。该问题是妨碍生产率提高的主要原因之一。 
针对上述问题,作为能提高生产率的方法,近年人们开始关注以RTM(树脂传递成型,Resin Transfer Molding)法为代表的注入成型法,所述RTM法是通过将未预先含浸基质树脂的干增强纤维基材配置在成型模的内部后,注入低粘度的液态基质树脂,从而使基质树脂含浸在增强纤维基材中,然后使其固化,由此得到纤维增强树脂成型 品。 
注入成型法中通常采用下述顺序,即,将未含浸树脂的干增强纤维基材层叠在成型模上,使其符合模的形状,然后,用袋膜(bag film)或成型模覆盖,注入树脂,使其固化。该方法中,由于使用干增强纤维基材,故变形性大,对立体形状的追随性好。但是,另一方面,形状保持性差,层叠操作花费时间,故存在长时间占用昂贵的成型模的问题。 
针对上述问题,为了进一步提高生产率,也提出了分离增强纤维基材的层叠工序和树脂注入工序的方法。即首先,形成所谓的预成型体,所述预成型体是赋予干增强纤维基材与在成型模上层叠时实质上相同的形状(近净成型,Near-net-shape),并且保持该形状而得到的。然后,在成型模上载置该预成型体,无需在模上层叠、赋予形状作业,能迅速地注入基质树脂。 
具体而言,例如,专利文献1、2提出了下述技术,即,在增强纤维基材表面赋予热塑性树脂或热固性树脂,层叠到规定形状的赋型模中以后,熔融树脂,使增强纤维基材层间热粘接,使其冷却固化,形成保持为规定形状的预成型体。根据上述方案,使增强纤维基材变形为规定的形状,通过粘合该基材层间,可以得到形状保持性优异的预成型体。 
但是,根据上述方法,在预成型化前的增强纤维基材表面附着树脂成分,导致增强纤维基材的硬度变强、变形性降低、对模的形状追随性变差等弊端。也就是说,使其变形为立体形状时,增强纤维基材无法追随立体形状而产生折皱,结果导致使其含浸基质树脂并固化所得的成型品表面可见增强纤维基材的折皱,作为商品的外观性差。或者,注入基质树脂时增强纤维基材上产生的折皱部分导致含浸不良,并且,在折皱部分,增强纤维基材发生弯曲,成型品的力学特性变差。该现象在使用为了制作凹凸大的三维立体形状而将增强纤维基材挤压入赋型模内来赋予形状的方法时特别显著。 
由于以上情况,人们强烈期望提供一种增强纤维基材,所述增强 纤维基材在赋予形状后的形状保持性优异,并且赋予形状时具有能不产生折皱地追随复杂形状的优异的变形性。 
专利文献1:美国专利第5071711号说明书 
专利文献2:特开平4-261810号公报 
发明内容
本发明的课题在于提供增强纤维织物和使用该增强纤维织物得到的预成型体、纤维增强树脂成型品以及它们的制造方法,由此提高纤维增强树脂成型品的生产率,所述增强纤维织物的变形性优异,能追随为复杂的形状,并且该增强纤维织物的形状保持性优异。 
为了解决上述问题,本发明具有以下(1)~(16)的构成。即, 
(1)一种增强纤维织物,所述增强纤维织物是在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面上粘着有树脂材料的增强纤维织物,由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到1%时的荷重的最大值在0.01~0.75N的范围内。 
(2)如上述(1)所述的增强纤维织物,其中,由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到5%时的荷重的最大值在0.1~1.0N的范围内。 
(3)如上述(1)或(2)所述的增强纤维织物,其中,树脂材料的粘着量为1~50g/m2。 
(4)如上述(1)~(3)中任一项所述的增强纤维织物,其中,树脂材料以热塑性树脂为主成分。 
(5)如上述(1)~(4)中任一项所述的增强纤维织物,其中,纤维基材为双向织物。 
(6)如上述(1)~(5)中任一项所述的增强纤维织物,其中,增强纤维束为碳纤维束。 
(7)一种预成型体,所述预成型体含有至少一层上述(1)~(6)中任一项所述的增强纤维织物。 
(8)一种纤维增强树脂成型品,是在上述(7)所述的预成型体 中含浸基质树脂得到的。 
(9)一种增强纤维织物的制造方法,所述方法是在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面粘着树脂材料后,改变构成该织物基材的多根增强纤维束的相对位置,将同时粘着在2根以上增强纤维束上的树脂材料从该2根以上增强纤维束的一部分上剥离。 
(10)如上述(9)所述的增强纤维织物的制造方法,其中,通过对所述织物基材赋予5~45°的剪切变形,改变构成该织物基材的多根增强纤维束的相对位置。 
(11)一种预成型体的制造方法,所述方法是在赋型模上层叠配置上述(1)~(6)中任一项所述的增强纤维织物和含有增强纤维束的织物基材,然后,对该增强纤维织物及织物基材的层叠体进行加压、加热,由此软化粘着在增强纤维织物上的树脂材料,粘合该层叠体层间。 
(12)一种预成型体的制造方法,其中,将多个上述(1)~(6)中任一项所述的增强纤维织物层叠配置在赋型模上,然后,对该增强纤维织物的层叠体进行加压、加热,由此软化粘着在增强纤维织物上的树脂材料,粘合该层叠体层间。 
(13)如上述(11)或(12)所述的预成型体的制造方法,其中,在对置的至少2个赋型模之间配置所述层叠体,对该层叠体的一部分进行加压后,对剩余的部分进行加压、加热。 
(14)如上述(11)或(12)所述的预成型体的制造方法,其中,对层叠配置在赋型模上的层叠体的一部分进行加压后,从该层叠体上部覆盖片材,利用气体或液体通过该片材对该层叠体进行加压、加热。 
(15)一种纤维增强树脂成型品的制造方法,所述方法是使利用上述(11)~(14)中任一项所述的制造方法制造的预成型体中含浸基质树脂,并使其固化或凝固。 
需要说明的是,本发明中,所谓粘着树脂材料是指下述状态,即,在构成纤维基材的增强纤维束的表面与树脂材料接触的部分,树脂材料浸透到构成增强纤维束的多根单纱线之间,增强纤维织物和树脂材 料被粘结。 
本发明的增强纤维织物即使是现有难以成型的复杂形状,也能使其生产率良好地变形、保持形状。因此,能生产率良好地制造外观性、力学特性优异的纤维增强树脂成型品。 
具体实施方式
以下,详细说明本发明和优选的实施方案。 
本发明的增强纤维织物在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面上粘着有树脂材料,由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到1%的荷重的最大值在0.01~0.75N的范围内。 
通过使树脂材料粘着在织物基材上,可以得到形状保持性优异的预成型体。即,可以在层叠增强纤维织物,赋予形状来制备预成型体时,加热熔融树脂材料,使该熔融树脂材料浸透到对置的增强纤维织物两方后,通过冷却固化,粘合增强纤维织物层间,其结果可以得到形状保持性优异的预成型体。 
上述树脂材料可以粘着在增强纤维织物的两个表面。但是,粘合增强纤维织物层间时,只要树脂材料存在于对置的增强纤维织物的至少一方,即可得到层间粘合的效果。因此,通过在层叠顺序上多投入劳动,只要在各层间粘合的增强纤维织物的一侧表面上粘着有树脂材料,就可以充分得到由层间粘合所致的形状保持效果。 
另外,树脂材料只要至少粘着在增强纤维织物的表面就足够了,但例如用含有树脂材料的增强纤维束构成织物等情况下,树脂材料可以不仅仅存在于增强纤维织物的表面,也可以存在于内部。 
作为树脂材料,只要可以粘着在含有增强纤维束的织物基材的表面,且具有保持通过将层叠的增强纤维织物进行加压、加热粘合层间而发生变形得到的增强纤维织物的形状的效果即可,没有特别限定。可以适当从热塑性树脂、热固性树脂或两者的混合物中选择使用。作为上述树脂材料,在室温下是结晶状态或玻璃状态,但必须具有受热熔融或软化的性质。 
例如可以通过以下方法使树脂材料粘着于织物基材的表面,即,将纤维状、粉末状等形态的树脂散布在织物基材的表面后,通过加热软化,使构成增强纤维束的单纱线和树脂粘合,然后冷却固化的方法;或将液态的树脂喷洒在织物基材的表面后固化的方法。当然也可以用除此之外的方法粘着。 
使增强纤维织物变形为立体形状时,由于增强纤维织物由拉伸度小的增强纤维束构成,故由增强纤维束的拉伸引起的变形极小。因此,必须通过使构成增强纤维织物的增强纤维束间的相对位置变化,即,使织物的编织角度变化,变形为立体形状。 
另外,使增强纤维织物变形为立体形状时,如果增强纤维织物的各个部分即使在较小的变形荷重下,也能柔软地变形,则能通过各个部分的微小变形的累积,使增强纤维织物整体较大且顺利地变形,结果能没有折皱地追随复杂的立体形状。需要说明的是,希望使较小的变形荷重下的变形性差的增强纤维织物变形为立体形状时,在变形荷重达到某一特定大小的数值为止,各个部分无法变形,而荷重超过一定值时,对变形的耐性低的部分发生局部变形。因此,从整体来看,无法追随立体形状,产生较大的折皱,在外观性、树脂含浸性、力学特性上全部出现问题。 
因此,为了使增强纤维织物没有折皱地追随立体形状,增强纤维织物的各个部分即使在较小的变形荷重下也能顺利地变形是重要的。 
通常,未粘着树脂材料的织物基材中,构成织物的增强纤维束间的相对位置主要被由增强纤维束间产生的摩擦力束缚,故增强纤维束间的相对位置可以比较容易地变化,增强纤维织物的变形性良好。 
另一方面,图1及图2所示的在表面粘着有树脂材料13的增强纤维织物中,通常存在同时粘着多个增强纤维束14、15的树脂材料11、12,由于上述树脂材料将增强纤维束彼此粘结,所以增强纤维束间产生较强的束缚力,增强纤维织物的变形性变差。其结果,难以发生使增强纤维织物追随于立体形状时所需的变形,变形为立体形状时容易出现产生折皱等不良情况。 
但是,本发明的增强纤维织物虽然是在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面粘着有树脂材料的增强纤维织物,但由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到1%时的荷重的最大值在0.01~0.75N的范围内,故可以发挥利用树脂材料得到的层间粘合效果的同时防止折皱的产生,追随为立体形状。 
此处,所谓非纤维轴方向拉伸试验是指在增强纤维织物的面内方向施加拉伸荷重时,在增强纤维织物变形达到最大的方向上,测定位移和荷重,具体采用以下的方法进行。 
首先,准备矩形的试验片(测定部的尺寸:长1 50mm×宽45mm),以增强纤维织物最易变形的方向为长轴方向。在长轴方向拉伸该试验片,测定变形量(测定部长度的变化量)及此时的拉伸荷重。 
例如,为在0°及90°的2个方向具有增强纤维束的纤维轴的双向增强纤维织物的情况下,由于施加拉伸荷重时最易变形的方向为+45°及-45°中的任一个方向,所以裁出以任一个方向为长轴方向的试验片(参见图3)。 
对该试验片进行非纤维轴方向拉伸试验时,在与增强纤维束的纤维轴方向不同的方向上施加拉伸荷重,构成增强纤维织物的增强纤维束间的相对位置随之偏离,编织角度发生变化。其结果,试验片发生变形,使测定部长度的距离增大(参见图4)。即,非纤维轴方向拉伸试验中,编织角度变化产生的变形的机制与使增强纤维织物追随立体形状时所需的变形相同,在非纤维轴方向拉伸试验中,通过测定荷重和变形量的关系,可以获知增强纤维织物的变形容易度。例如,赋予一定量的变形所需的荷重小的增强纤维织物可以说是具有优异的变形性、易追随立体形状的增强纤维织物。 
需要说明的是,非纤维轴方向拉伸试验中,如图4所示,试验片发生不均匀的变形,所以需要注意试验片尺寸改变时,测定结果不同。因此,本发明中,用上述尺寸的试验片进行试验。 
另外,赋予拉伸荷重时,在图4所示的试验片安装部41,试验片在宽度方向变形时,也同样导致测定结果不同,所以在安装试验片时, 使用结构为对整个试验片均匀地施加夹紧压力的安装夹具、安装时在夹紧部分试验片不在宽度方向变形是重要的。 
上述由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形为1%是指在长轴方向拉伸试验片使其变形时,其测定部长度比初期长度长1.5mm、达到151.5mm的状态。 
由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到1%时的荷重的最大值如果在0.01~0.75N的范围内,则由于该增强纤维织物即使在变形初期的微小变形区域中,各个部分也可以在较小的变形荷重下顺利地变形,所以能顺利地追随立体形状,产生折皱等不良情况的可能性低。该荷重的最大值的上限优选为0.6N,更优选为0.45N。另一方面,该荷重的最大值的下限优选为0.05,更优选为0.1。拉伸变形达到1%时所需的荷重的最大值在0.05~0.6N的范围内时,变形性更优异,在0.1~0.45N的范围内时,具有极其优异的变形性,更容易没有折皱地变形为立体形状。 
并且,本发明中,增强纤维织物在由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到5%时的荷重的最大值优选在0.1~1.0N的范围内。由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形为5%是指在长轴方向拉伸试验片使其变形时,该测定部长度比初期长度长7.5mm、达到157.5mm的状态。 
使增强纤维织物变形为立体形状时,增强纤维织物必须在变形为立体形状的部分的几乎整体发生微小变形的同时,形状较大变化的部分更大地变形。 
由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到5%时的荷重的最大值如果在0.1~1.0N的范围内,则增强纤维织物不仅可以在较小变形荷重下发生微小变形,而且在需要较大变形时,增强纤维束间的相对位置易发生变化,产生折皱等不良情况的可能性低。该荷重的最大值的上限优选为0.85N,更优选为0.7N。另一方面,该荷重的最大值的下限优选为0.15,更优选为0.2。拉伸变形达到5%时的荷重的最大值如果为0.15~0.85N,则变形性更优异,如果为0.20~0.70N,则具有 极其优异的变形性,即使需要较大变形时,也更容易没有折皱地变形为立体形状。 
本发明的增强纤维织物在至少一侧表面上粘着有树脂材料。如果粘着在表面上的树脂材料较多,则层叠多张带有树脂材料的增强纤维织物时,可以得到较强的粘合其层间的作用,可以得到被赋予的形状的保持性优异的预成型体。但是,树脂材料过多时,树脂材料将构成增强纤维织物的增强纤维束彼此之间过强地粘合而导致变形性显著变差。并且,如图5所示,增强纤维织物的表面被树脂材料51大范围地覆盖,为了得到纤维增强树脂成型品而将液态的基质树脂注入增强纤维织物中时,妨碍基质树脂流入增强纤维织物内部,导致顺利均一地含浸基质树脂所需的时间变长,或出现未含浸基质树脂的部分。从上述观点来看,树脂材料的粘着量优选为50g/m2以下。较优选为25g/m2 以下,更优选为10g/m2以下。另一方面,粘着在增强纤维织物表面的树脂材料过少时,粘合增强纤维织物层间时得不到充分的粘合力,从而无法保持立体形状。从上述观点来看,树脂材料的粘着量优选为1g/m2以上。较优选为1.5g/m2以上,更优选为2g/m2以上。 
作为粘着在表面的树脂材料,只要是可以用如上所述的方法使其粘着在织物基材的表面、可以得到粘合织物基材层间的作用的树脂材料即可,没有特别限定。可以适当选择使用热固性树脂及/或热塑性树脂,其中,优选以热塑性树脂为主成分的树脂材料。作为热塑性树脂,例如有聚酰胺、聚砜、聚醚酰亚胺、聚亚苯基醚、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等,没有特别限定。如果树脂材料是以热塑性树脂为主成分的树脂材料,则使其散布在增强纤维织物表面并使其粘着时,以及层叠增强纤维织物使其变形为立体形状后粘合层间时,操作性提高,生产率提高。需要说明的是,主成分是指构成树脂材料的成分中,其比例最多的成分。 
本发明的增强纤维织物中,优选树脂材料散布粘着在织物基材的表面。所谓散布是指分散在织物基材的表面的整个区域的状态。通过使树脂材料散布在织物基材上,即使树脂材料的量较少,也易在粘合 层间时在整个面上得到均匀的粘合力。并且此时散布粘着于增强纤维织物表面的树脂材料的90%以上在垂直于增强纤维织物表面的方向上的投影面积优选在0.002~1mm2的范围内。较优选为0.002~0.2mm2,更优选为0.002~0.05mm2。投影面积小于0.002mm2时,埋没于织物基材表面编织结构的凹凸中的树脂材料量增加,层间的粘合变弱,结果难以保持被赋形的形状。相反,投影面积大于1mm2时,树脂材料的分散状态易产生不均,粘合层间时难以得到相同的粘合。并且,有时易产生上述注入基质树脂时的不良情况。 
作为构成本发明的增强纤维织物的织物基材,可以适当选择由多根增强纤维束构成的基材。例如可以使用下述织物:并纱到一个方向成相互平行的多根增强纤维束和与其正交的直径较小的辅助纤维(单纱线或纤维束)相互交错、形成编织结构的单方向性织物;或在二个方向(例如正交的两个方向)上编织多根增强纤维束得到的双向织物;以及在彼此不同的纤维方向上层叠多层被分别平行并纱的多根增强纤维束、通过缝合等接合上述纤维束得到的多轴织物等。其中,优选双向织物。作为双向织物的编织形态,可以举出平纹、斜纹、缎纹等。双向织物具有下述优点而优选,即增强纤维束间的相对位置变化导致织物基材容易变形,从而易变形为立体形状,容易用较少张数得到具有力学模拟等方性的层叠结构等。 
作为构成织物基材的增强纤维束,可以使用碳纤维束、石墨纤维束、玻璃纤维束或芳族聚酰胺纤维束等。其中,优选为碳纤维束。构成碳纤维束的碳纤维有聚丙烯腈类、人造丝类、沥青类等,从强度、弹性模量等的平衡来看,优选使用聚丙烯腈类碳纤维。通过使用碳纤维束,可以提高最终产品纤维增强树脂成型品的力学特性。从上述观点来看,用于本发明的碳纤维束的拉伸弹性模量优选为110~600GPa,如果为210~600GPa,则能呈现更优异的力学特性而优选。此处的拉伸弹性模量是指根据JIS R7601(1986)测定的值,单位为GPa。 
上述本发明的增强纤维织物可以如下制造,即,在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面赋予树脂材料并使其粘着后,通过 改变构成该织物基材的多根增强纤维束的相对位置,制得本发明的增强纤维织物。 
树脂材料可以用上述方法粘着在织物基材的表面。即使是如图6、图7所示的有同时粘着在多个增强纤维束上的树脂材料的情况,也可以通过赋予比由树脂材料的粘着所产生的束缚增强纤维束间的位置变动的力大的外力,强制性地改变构成织物基材的增强纤维束间的相对位置,进而达到如图8、图9所示的树脂材料仅粘着在一部分增强纤维束上的状态。 
同时粘着在2个增强纤维束上的树脂材料通常较牢固地粘着于任一方增强纤维束上。因此,该树脂材料粘着的2个增强纤维束间的相对位置变动时,树脂材料与较牢固地粘着的增强纤维束一同移动,结果从另一方增强纤维束上被剥离。 
如上所述,通过用外力强制性地改变增强纤维束间的相对位置,粘着在2个或2个以上增强纤维束上的树脂材料从一部分增强纤维束上剥离,成为只粘着在更牢固粘着的增强纤维束上的状态。 
结果,即使是表面粘着有树脂材料的增强纤维织物,由于对树脂材料没有束缚变形的作用,所以也具有由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到1%时的荷重的最大值在0.01~0.75N的范围内的性质,可以呈现与未粘着树脂材料的织物基材相同的优异的变形性。 
需要说明的是,作为增强纤维织物整体,一部分同时粘着在多根增强纤维束上的树脂材料可以不从增强纤维束上剥离,而以该状态残留在纤维束上。 
另外,为了能通过改变构成织物基材的多根增强纤维束间的相对位置,从增强纤维束上剥离粘着的树脂材料,树脂材料必须实质上为固态形状。即,通过热熔接使树脂材料粘着的情况下,充分冷却后,以溶液状态进行喷涂时,使其充分干燥后,改变增强纤维束的相对位置。由此,可以有效地剥离粘着的树脂材料。 
在改变一次增强纤维束间的相对位置后,即使其位置关系恢复原状,只要树脂材料不因再次加热等而发生软化,剥离的树脂材料就不 会再次粘着,所以,如果赋予变动后,使增强纤维织物恢复原来的形状,则可以得到网纹不发生混乱、并保持与赋予变动前相同的编织形态的增强纤维织物。 
改变增强纤维束间的相对位置的方法,只要是能得到强于树脂材料引起的增强纤维束之间的粘合产生的束缚力、使增强纤维束间的相对位置改变的作用即可,可以为任一种方法。例如,可以通过在表面粘着有树脂材料的织物基材的面内方向施以剪切变形,有效地改变增强纤维束间的相对位置。 
为了对织物基材施以剪切变形,例如可以使用具有下述机构的装置:粘着有树脂材料的织物基材的开卷机构;通过边把持织物基材边在其宽度方向上摇动从而在宽度方向上赋予变形的摇动机构;和织物基材的卷绕机构。 
开卷机构由设置了粘着有树脂材料的织物基材的辊的轴、和对由辊引出的织物基材施加适当张力的机构组成。施加张力的机构只要能对输送的织物基材施加张力即可,可以使用所有的机构,例如可以使用在设置有辊的轴上连接粉末制动器(powder brake)等赋予转矩的装置以施加张力的机构;用控制旋转的一对辊咬合被输送的织物基材以施加张力的机构;或者通过控制旋转的辊和织物基材的摩擦力施加张力的机构等。 
作为使织物基材在其宽度方向摇动的机构,只要使织物基材在宽度方向摇动即可,可以为任意机构。例如,可以举出如图16所示的把持织物基材的宽度方向的端部、在宽度方向施加拉伸力的端部把持摇动机构161;或如图17所示的用夹具从上下夹持织物基材、该夹具向织物基材的宽度方向摇动的咬合摇动机构171等。另外,还可以利用如图18所示的使以织物基材的宽度方向作为旋转轴方向的摇动辊181在其旋转轴方向摇动,由此用摩擦力边把持织物基材边使其摇动的机构。 
使用如图18所示的机构时,设置摇动辊181使得织物基材以较大的卷绕角通过时,能得到与增强纤维织物之间的较大的摩擦力,能使 织物基材有效地摇动,故而优选。此处所谓卷绕角,是指从输送辊182通过摇动辊181,移动至下一个输送辊182时,织物基材卷绕在摇动辊的圆周上的角度。 
例如,可以通过使辊表面为橡胶原料等来增大辊表面的摩擦系数,使织物基材在宽度方向摇动时,织物基材不在辊表面上滑动。由此,能更有效地摇动织物基材,同时,可以防止因在辊表面滑动而擦伤织物基材的表面。同样地,为了不使织物基材受损,优选摇动辊伴随织物基材的移动被动旋转。 
使织物基材在其宽度方向摇动时,输送路径的长度发生变化。因此,如图19所示,为了能在摇动辊181向轴方向摇动时吸收径路长度的变化,优选具有在与旋转轴成直角的方向上也能移动的机构。 
卷绕装置可以是通过旋转设置辊的轴而将织物基材卷绕到辊上的机构。卷绕可以是在一定速度下的连续运转,也可以是例如在摇动机构运行时停止、摇动机构停止时进行卷绕地反复卷绕和停止的间歇运转。 
例如用上述方法对图1所示的双向织物基材施以剪切变形时,织物基材如图10所示地变形。以增强纤维束的交点为顶点的矩形形状部分被赋予剪切变形时,在保持各边长度的状态下变形为平行四边形。此时,构成织物的增强纤维束间的编织角度变形,增强纤维束间的相对位置发生变动。结果,可以将同时粘着在多根增强纤维束上的树脂材料部分地从增强纤维束上剥离。 
如图10所示剪切变形的角度θ(即,以某一增强纤维束为基准,与其交叉的增强纤维束的剪切变形前后的角度差)优选在5~45°的范围内。剪切变形角小于5°时,增强纤维束间的相对位置的变动不充分,所以不能充分得到剥离同时粘着在多根增强纤维束上的树脂材料的效果。另一方面,赋予大于45°的剪切变形角时,即使使增强纤维织物变形后恢复原本的形状,编织组织残留混乱,易出现增强纤维束产生损伤等不良情况而不优选。为了更有效地得到剥离树脂材料的效果,较优选剪切变形角为10°以上,更优选为20°以上。另一方面,为 了更确实地防止增强纤维织物受损,较优选剪切变形角为40°以下,更优选为30°以下。 
如果使用如上所述得到的本发明的增强纤维织物,则即使是立体形状,也可以得到没有折皱的预成型体。 
预成型体是层叠本发明的增强纤维织物和根据需要未粘着树脂材料的织物基材并进行一体化而形成的。本发明的预成型体是多个织物基材通过树脂材料被一体化、且含有至少一层带有上述树脂材料的增强纤维织物。 
变形为立体形状的多个织物基材在其层间通过树脂材料相互粘合,预成型体由此保持其立体形状。在被层叠的织物基材彼此之间连接的面上,只要至少一方织物基材的表面上粘着有树脂材料,就可以在其层间得到粘合作用。因此,可以根据实际所用的本发明的增强纤维织物的形态,将构成预成型体所需的全部织物基材中的一部分置换为本发明的增强纤维织物。即,在构成增强纤维织物的织物基材的两面上粘着有树脂材料时,可以交替配置本发明的增强纤维织物和其他织物基材。另外,构成预成型体的织物基材中的一部分粘着即可时,可以增加其他织物基材的张数。 
但是,如果可以在所有层间得到树脂材料引起的粘合作用,则层间不发生剥离,操作性优异,可以有效地得到没有折皱、形状稳定性也优异的预成型体。因此,所希望的预成型体为复杂形状时等需要所有层间有粘合作用时,优选交替配置织物基材的两面上粘着有树脂材料的本发明的增强纤维织物和其他织物基材、或使构成预成型体所需的全部织物基材或除1张以外都为本发明的增强纤维织物。可以得到整体无剥离、操作性优异的预成型体。需要说明的是,当然可以使构成预成型体所需的全部织物基材都为两面粘着有树脂材料的本发明的增强纤维织物。 
使用本发明的增强纤维织物的预成型体可以如下所述形成。 
首先,将本发明的增强纤维织物和根据需要的含有增强纤维束的其他织物基材层叠配置在赋型模上。然后,对该层叠体进行加压,按 照赋型模的形状挤压并加热,由此软化粘着在增强纤维织物上的树脂材料,粘合层叠体层间,保持形状。由此能得到预成型体。 
作为对层叠体进行加压的方法,例如可以举出下述方法,使用能赋予与所希望的纤维增强树脂成型品的形状大致相同的形状的一对赋型模(即,具有与注入基质树脂并使其固化的成型模大致相同的模形状的模),在一方赋型模上层叠配置层叠体后,关闭另一方赋型模,夹紧,对层叠体进行加压的同时使其变形为符合赋型模的形状(参见图11)。还可以举出以下方法等,使用具有与成型模大致相同的模形状的单面的赋型模,在该赋型模上层叠配置层叠体后,用片材从其上方覆盖层叠体,将片材和赋型模包围的空间的内部抽成真空,或在腔室内导入加压后的气体,由此隔着片材对层叠体进行加压,挤压入赋型模内,使其变形为符合赋型模的形状等(参见图12)。需要说明的是,并不限定于上述方法。另外,上述一对赋型模可以将构成该赋型模的一方赋型模分割成多个。 
作为对层叠体进行加热的方法,可以举出利用被加热的赋型模和层叠体进行热传导的方法、从外部用红外线加热器等进行加热的方法、或吹入被加热的气体或液体的方法等,没有特别限定。赋型模可以用在内部设置配管使热介质流经该配管或在内部配设加热器的方法进行加热。 
为了有效地制造预成型体,优选利用使层叠体密接在加热至为了软化树脂材料所需的温度的赋型模上,通过热传导进行加热的方法。此时,如果在使层叠体变形为符合赋型模的形状前,树脂材料发生软化,则树脂材料的粘结性增大,层叠体层间难以偏离,难以顺利地成型为立体形状,所以优选在热传导到树脂材料之前进行加压使其变形。 
对层叠体进行加热的温度只要是树脂材料发生软化、呈现粘合层叠体层间的作用的温度即可。通过在加压层叠体的同时对其加热,使构成层叠体的增强纤维织物或纤维基材相互强烈挤压,软化的树脂材料浸透到构成对置的增强纤维织物或织物基材的增强纤维束的单纱 线之间。然后,通过冷却层叠体,树脂材料粘着在对置的增强纤维织物或织物基材双方,呈现粘合层叠体层间的作用。作为冷却层叠体的方法,可以举出冷却赋型模,通过赋型模和层叠体之间的热传导进行冷却的方法,或向层叠体吹入冷风的方法等,没有特别限定。 
用上述方法使层叠体变形为立体形状,粘合层间,由此,可以边变形为立体形状,边没有折皱地制造预成型体。另外,该预成型体还具有下述特征:由于层叠体层间被粘合,故刚性高,形状保持性优异,能有效地进行搬送预成型体、载置在用于注入基质树脂的成型模上等操作。 
另外,也可以通过在对置的至少2个赋型模之间配置层叠体,对该层叠体的一部分进行加压后,对剩余的部分边加压边进行加热,制造预成型体。本方法中,在赋型模之间配置层叠体,对该层叠体的一部分进行加压时,层叠体未被加压的部分没有被束缚,故可以自由移动,从周围拉拽用于使被加压的部分符合赋型模的形状所需量的层叠体。然后,对周围的部分进行加压时,层叠体整体被加压,变形为符合赋型模的形状。层叠体以变形为符合赋型模的形状的状态受热,树脂材料软化,形成层间粘合的预成型体。通过先对一部分进行加压后对整体进行加压,即使是形状变化较大的凹凸附近,也能无拖延地供给符合赋型模的形状所需量的层叠体,从而能无需补加手工操作地有效地制作没有折皱的预成型体。 
对层叠体整体进行加压之前加压的位置没有特别限定,例如,使层叠体变形为比较圆滑的形状时,如果对该形状的中心附近进行加压,则容易从周围拉拽层叠体,故而优选该形状的中心附近作为预先加压的位置。使层叠体变形为具有阶梯部的形状时,优选预先加压的位置是阶梯部的凹部。通过首先对凹部进行加压,可以供给使层叠体变形为凹部的形状所需的足够量的层叠体,良好地赋形。另外,具有多个阶梯部的形状中,依次对邻接的凹部分进行加压,最后对全部剩余部分进行加压,如此阶段性地进行加压,可以边防止折皱的产生边有效地制造预成型体。 
作为对层叠体的一部分进行加压后、对剩余部分进行加压加热的方法,可以举出如图13所示的用部分模134对层叠配置在赋型模131上的层叠体133施加加压作用,然后,用对置的赋型模132夹持整体进行加压加热的方法。此处的部分模是指用于使层叠体的一部分变形为符合赋型模的形状的部件。通过使用部分模对层叠体进行加压,层叠体被赋型模和部分模夹持,变形为符合赋型模的形状。 
部分模的对层叠体进行加压的部分必须具有符合对应于该部分的赋型模的形状,另外,未与层叠体接触的部分也必须具有不妨碍赋型模或片材夹持层叠体进行加压的作用的形状。部分模可以使用将金属、树脂、橡胶等材质切削或成型加工成所希望的形状后得到的模。为了有效地加热层叠体,部分模可以被加热,但无需也由赋型模对层叠体进行加热。 
部分模如图14所示,可以由设置在对置的赋型模141、142中的至少一方上的能突出的可动部分144构成。此时,首先,以突出可动部分144的状态使赋型模彼此接近,用另一方赋型模141和突出的可动部分对层叠体143的一部分进行加压。然后,进一步使赋型模彼此之间接近,同时,将突出的可动部分144引入该赋型模的内部方向,用对置的赋型模141、142整体对层叠体整体进行加压、加热。 
并且,可以将层叠配置在赋型模上的层叠体的一部分挤压入赋型模内后,从该层叠体上方被覆片材,通过气体或液体,对该层叠体进行加压加热,从而制造预成型体。本方法中,例如如图15所示,用部分模155将层叠配置在赋型模151上的层叠体152的一部分挤压入赋型模内,使层叠体的一部分变形为符合赋型模的形状。将部分模的形状设定为符合对应的赋型模部分的形状。此时层叠体的未挤压的部分没有被束缚,故可以自由移动,从周围拉拽符合赋型模所需量的层叠体。然后,从层叠体上方被覆片材153,用密封材料154密封其周边部和赋型模之间,使用真空泵157将用赋型模和片材153包围的空间的内部抽成真空,使用加压装置158对被片材153和腔室159包围的空间内部的气体或液体进行加压,由此可以对层叠体进行加压。另外,用加热器 156加热赋型模,或加热气体或液体,由此可以加热层叠体。通过上述操作,层叠体整体变形为符合赋型模的形状,然后通过软化层叠体内部的树脂材料,使其呈现层间粘合作用,由此可以制造预成型体。 
作为片材的材质,可以举出硅橡胶、或天然橡胶、尼龙树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等,但并不限定于此。 
如果片材是具有伸长性质的片材,则即使所希望的预成型体形状为复杂的形状,也易于形成该形状,故而优选。因此,优选片材的伸长率为5%以上。需要说明的是,膜的伸长率即使较大也没有问题,但鉴于反复使用或加热等,能耐受实用的膜的伸长率上限优选为400%。 
另外,预先将片材赋形为与层叠体变形的形状大致相同的形状对使层叠体有效地变形也是有效的。 
本发明的纤维增强树脂成型品是通过在用上述方法制造的预成型体中注入、含浸液态的基质树脂,然后,使其固化或凝固而制造的。 
没有折皱地变形为立体形状且形状保持性优异的上述预成型体即使搬运,形状也不会破坏,容易处理,因此,可以容易地配置在成型模上。另外,由于形状保持性优异,故外形明确,载置在成型模上时的对位也容易。 
作为含浸树脂的方法,可以优选使用下述方法:在单面模上载置预成型体后,用膜覆盖,将膜和成型模包围的空间的内部抽成真空后,用真空压使预成型体含浸液态的树脂的方法,或者,将预成型体夹持在对置的成型模之间,在模内加压注入基质树脂,使预成型体含浸树脂的方法等。然后,使树脂在适合该树脂的温度及时间下固化或凝固后,进行脱模,制造纤维增强树脂成型品。 
作为基质树脂,没有特别限定,例如优选使用环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂。其中,从操作性、机械特性优异的观点来看而特别优选使用环氧树脂。 
由于使用变形为曲面形状或立体形状的变形性优异的增强纤维织物,所以即使是复杂的立体形状,也能高生产率地制造本发明的纤 维增强树脂成型品,并且,由于使用连续的增强纤维,故为轻质的,同时能呈现优异的机械特性。此处,所谓立体形状是指组合平面或曲面形成的形状(截面有分支的形状也包含在其中)。 
另外,用于本发明的纤维增强树脂成型品的增强纤维织物具有变形时网纹难以偏离或难以产生折皱的特征,所以纤维增强树脂成型品的表面可见的织物基材所特有的网纹花样混乱少,外观性优异,并且增强纤维束的取向混乱较少,故还具有机械特性优异的特征。利用该优点,本发明的纤维增强树脂成型品可以优选用于汽车、航空器、船舶、家电机器、建筑等用途中的外装部件或结构部件等要求复杂形状、外观性、高机械特性的用途中。 
实施例 
以下,基于实施例、比较例说明本发明。 
实施例1: 
使用压花辊(emboss roll)和刮刀片,使以聚乙烯醇缩甲醛树脂为主成分的粒子状树脂材料滴到双向织物基材的一侧表面上,使其均匀地分散,同时进行计量,使每单位面积的质量为5g/m2。然后,使其以0.3m/分钟通过为了使织物基材的表面温度达到185℃而安装的远红外线加热器,由此使树脂材料粘着在织物基材上,将表面粘着有树脂材料的增强纤维织物卷绕在辊上。 
另外,使用东丽株式会社制CO6343B(编织组织:平纹,织物单位面积重量:198g/m2,厚度:0.25mm,经纱编织密度:12.5根/25mm,纬纱编织密度:12.5根/25mm)作为双向织物基材。在该双向织物基材中所用的增强纤维束为东丽株式会社制碳纤维T300-3K(纤维数:3,000根,拉伸弹性模量:230GPa,拉伸强度:3.5GPa,细度:198tex,断裂拉伸度:1.5%)。 
然后,将该增强纤维织物从辊上开卷,相对于能在轴方向上摇动的摇动辊的卷绕角为180°地使其通过后,卷绕在其他辊上。增强纤维织物从开卷侧间歇地移动至卷绕侧,间歇动作停止时摇动摇动辊,赋 予增强纤维织物变形经历,该变形为在面内方向的剪切变形角度最大为30°。接下来,以剪切变形角度实质上恢复为0°的状态将增强纤维织物卷绕在辊上。观察该增强纤维织物的表面,树脂材料分散粘着于织物基材的表面。另外,未见赋予剪切变形引起的树脂材料从织物基材上脱落。 
然后,从卷绕的增强纤维织物上切出250mm×45mm大小的试验片,使得经纱、纬纱的方向分别为0°、90°时,以45°的方向为长轴方向。接下来,用夹具固定该试验片长轴方向的两端各50mm处,通过两端的夹具,安装在测定装置上。用夹具固定的部分不在宽度方向变形地固定增强纤维织物,设定成在两端的夹具间露出的部分为长轴方向150mm,宽度方向45mm。另外,测定装置使用株式会社岛津制作所制Autograph AGS-100。 
然后,通过夹具将试验片向其长轴方向拉伸,进行非纤维轴向拉伸试验,继续拉伸直至试验片的拉伸变形(对应于拉伸试验装置的位移)达到5%(拉伸试验装置位移7.5mm)为止测定荷重,得到试验片的变形和荷重之间的关系。需要说明的是,由于一般认为测定值存在分布不均,所以准备3张试验片,读取各试验片的变形达到1%(拉伸试验装置位移1.5mm)及5%(拉伸试验装置位移7.5mm)为止的最大荷重,以3张试验片的平均值作为各拉伸变形中的荷重的最大值。 
经上述步骤测定的结果为,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.24N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.5N。 
然后,从增强纤维织物上切出4张大小500mm×400mm的长方形。此时,长方形的边的方向分别为0°、90°方向时,2张是纤维轴方向大致为0°、90°方向的试验片,2张是大致为±45°的试验片。层叠切出的增强纤维织物,仅使最上面的增强纤维织物的粘着有树脂材料的面为下侧,其余试验片的粘着有树脂材料的面为上侧。另外,上下的2张是纤维轴方向为0°/90°方向的试验片,内层的2张是纤维轴方向为±45°方向的试验片。将所得的层叠体配置在加热至90℃的赋型模上。需要 说明的是,赋型模使用平面尺寸450mm×350mm、具有画出深度40mm、斜面角度45°的曲线的沟的赋型模。 
然后,用该赋型模和加热至90℃的对置赋型模夹持层叠体,对层叠体上施加5分钟0.4MPa的压力。需要说明的是,将层叠体配置在赋型模上后至用2个赋型模夹持层叠体为止所需的时间约为10秒。 
取下对置的赋型模,将吹入冷风冷却的层叠体从赋型模上取下,层叠体被变形为符合赋型模的形状,该形状被固定。另外,在被赋予形状的层叠体的表面未产生折皱。层叠体层间未发生剥离,被进行立体变形得到的形状也是稳定的,抓住端部提起也不会发生变形。即,以该方法得到的预成型体,表面不产生折皱,呈现与赋型模一致的形状,并且,形状保持性优异,作为纤维增强树脂成型品用预成型体是非常优选的。 
将该预成型体载置在保持在100℃的RTM成型用两面模的下模上,关闭上模,用真空泵排出模内的空气。然后,以注入压0.5MPa在模内注入液态的环氧树脂,使其含浸在预成型体中,放置20分钟。由此得到纤维增强树脂成型品。需要说明的是,使用混合主剂:“Epikote”828(油化Shell epoxy社制,环氧树脂)、固化剂:东丽制掺和TR-C35H(咪唑衍生物)得到的液态环氧树脂作为树脂。 
所得的纤维增强树脂成型品,由于树脂充分流动到整个成型体中并固化,所以不存在树脂未含浸导致增强纤维束露出的部分。另外,成型品的表面可见的增强纤维织物的网纹上没有较大的混乱,具有不存在折皱的光滑的表面,作为纤维增强树脂成型品是优异的。 
实施例2: 
以相同的层叠构成层叠与实施例1相同的增强纤维织物(大小:500mm×400mm,层叠张数4张)。 
将该层叠体配置在具有与实施例1相同形状的保持在室温下的单面的赋型模上后,从赋型模和层叠体上覆盖厚度为2mm的硅橡胶片材,用密封胶带(sealant tape)密接赋型模和片材。由此,用赋型模和片材围成的空间是内部封闭有层叠体的密闭空间。然后,使用真空 泵排出密闭空间内的空气,隔着片材用大气压将层叠体压入赋型模内。在该状态下,向赋型模内所设的配管中通入热水,将赋型模升温至90℃,保持5分钟。从赋型模中取出片材,吹入冷风,将冷却的层叠体从赋型模中取出,层叠体变形为符合赋型模的形状,该形状被固定。另外,被赋予形状的层叠体的表面未产生折皱。层叠体层间没有发生剥离,经立体变形得到的形状也稳定,抓住端部提起时也不发生变形。即,用该方法所得的预成型体的表面未产生折皱,呈现与赋型模一致的形状,并且,形状保持性优异,作为纤维增强树脂成型品用预成型体是非常优选的。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂充分流动到整个成型体中并固化,不存在未含浸树脂而露出增强纤维束的部分。另外,成型品的表面可见的增强纤维织物的网纹没有较大的混乱,具有无折皱的光滑的表面,作为纤维增强树脂成型品是优异的。 
实施例3: 
除粘着在织物基材表面的树脂材料的量为10g/m2之外,与实施例1相同地制作粘着有树脂粒子的增强纤维织物,得到与实施例1相同的变形经历。观察所得的增强纤维织物的表面,树脂材料分散粘着于织物基材的表面。另外,未见赋予剪切变形引起的树脂材料从织物基材上脱落。 
对增强纤维织物进行与实施例1相同的非纤维轴方向拉伸试验。结果,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.24N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.55N。 
用与实施例1相同的方法层叠该增强纤维织物,使用与实施例1相同的赋型模,采用相同的方法,使该层叠体变形。结果,层叠体被变形为符合赋型模的形状,并且该形状被固定。另外,在被赋予形状的层叠体的表面未产生折皱。层叠体层间未发生剥离,经立体变形得到 的形状也是稳定的,抓住端部提起也不会发生变形。即,以该方法得到的预成型体表面不产生折皱,呈现与赋型模一致的形状,并且,形状保持性优异,作为纤维增强树脂成型品用预成型体是非常优选的。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂充分流动到整个成型体中并固化,不存在未含浸树脂而露出增强纤维束的部分。另外,成型品的表面可见的增强纤维织物的网纹没有较大的混乱,具有无折皱的光滑的表面,作为纤维增强树脂成型品是优异的。 
实施例4: 
使用东丽株式会社制BT70-20(编织组织:平纹,织物单位面积重量:213g/m2,经纱编织密度:3.27根/25mm,纬纱编织密度:3.27根/25mm)作为双向织物基材,除此之外,与实施例1相同地制作增强纤维织物。另外,在该双向织物基材中所用的增强纤维束为东丽株式会社制碳纤维T700S-12K(纤维数:12,000根,拉伸弹性模量:230GPa,拉伸强度:4.9GPa,细度:800tex,断裂拉伸度:2.1%)。 
赋予该增强纤维织物与实施例1相同的变形经历。观察所得的增强纤维织物的表面,树脂材料分散粘着于织物基材的表面。另外,未见通过赋予剪切变形所致的树脂材料从织物基材脱落。 
对增强纤维织物进行与实施例1相同的非纤维轴方向拉伸试验。结果,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.17N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.4N。 
用与实施例1相同的方法层叠该增强纤维织物,使用与实施例1相同的赋型模,采用相同的方法使该层叠体变形。结果,层叠体被变形为符合赋型模的形状,该形状被固定。另外,在被赋予形状的层叠体的表面未产生折皱。层叠体层间未发生剥离,经立体变形得到的形状也是稳定的,抓住端部提起也不会发生变形。即,用该方法得到的预成型体表面不产生折皱,呈现与赋型模一致的形状,并且,形状保持 性优异,作为纤维增强树脂成型品用预成型体是非常优选的。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂充分流动到整个成型体中并固化,不存在未含浸树脂而露出增强纤维束的部分。另外,成型品的表面可见的增强纤维织物的网纹没有较大的混乱,具有无折皱的光滑的表面,作为纤维增强树脂成型品是优异的。 
实施例5: 
除如下所述地层叠增强纤维织物使该层叠体变形之外,用与实施例1相同的方法形成预成型体。 
作为赋型模,使用平面尺寸为450mm×350mm、具有深度30mm、斜面角度45°的曲线的第1凹部、并且在该第1凹部的底部具有距离该底部深30mm、斜面角度45°的第2凹部的赋型模,在其上配置层叠体。此时赋型模的温度为90℃。然后,使用具有与赋型模的第2凹部相同的形状、被加热至90℃的部分模,将层叠体挤压加压至第2凹部。然后,设置同样加热至90℃的具有与第1凹部相同形状的对置的赋型模,对也包含未被部分模加压的部分的层叠体整体施加5分钟0.4MPa的压力。从将该层叠体配置在赋型模上开始至设置对置的赋型模、对层叠体整体进行加压所需的时间为约15秒。然后,取下对置的赋型模和部分模,吹入冷风,将冷却的层叠体从赋型模上取下,层叠体被变形为具有2个凹部的符合赋型模的形状,该形状被固定。另外,被赋予形状的层叠体的表面未产生折皱。层叠体层间未发生剥离,经立体变形的形状也稳定,抓住端部提起也不会发生变形。即,用该方法得到的预成型体,表面不产生折皱,呈现与赋型模一致的形状,并且,形状保持性优异,作为纤维增强树脂成型品用预成型体是非常优选的。 
然后,除用于该预成型体的成型模的形状不同之外,利用与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。作为成型模,使用与该预成型体相同地具有第1凹部和第2凹部的形状的成型模。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂充分流动 到整个成型体中并固化,不存在未含浸树脂而露出增强纤维束的部分。另外,成型品的表面可见的增强纤维织物的网纹没有较大的混乱,具有无折皱的光滑的表面,作为纤维增强树脂成型品是优异的。 
实施例6 
除织物基材表面粘着的树脂材料的量为3g/m2之外,与实施例1相同地制作粘着有树脂粒子的增强纤维织物,得到与实施例1相同的变形经历。观察所得的增强纤维织物的表面,树脂材料分散粘着于织物基材的表面。另外,未见通过赋予剪切变形所致的树脂材料从织物基材上脱落。 
对增强纤维织物进行与实施例1相同的非纤维轴方向拉伸试验。结果,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.23N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.5N。 
用与实施例1相同的方法层叠该增强纤维织物,使用与实施例1相同的赋型模,采用相同的方法使层叠体变形。结果,层叠体被变形为符合赋型模的形状,该形状被固定。另外,在被赋予形状的层叠体的表面未产生折皱。层叠体层间未发生剥离,经立体变形得到的形状也是稳定的,抓住端部提起也不会发生变形。即,用该方法得到的预成型体表面不产生折皱,呈现与赋型模一致的形状,并且,形状保持性优异,作为纤维增强树脂成型品用预成型体是非常优选的。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂充分流动到整个成型体中并固化,不存在未含浸树脂而露出增强纤维束的部分。另外,成型品的表面可见的增强纤维织物的网纹没有较大的混乱,具有无折皱的光滑的表面,作为纤维增强树脂成型品是优异的。 
比较例1: 
除不赋予面内方向的剪切变形之外,与实施例1相同地制作增强纤维织物(树脂材料粘着量:5g/m2)。 
对该增强纤维织物进行与实施例1相同的非纤维轴方向拉伸试验。结果,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为1.5N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为2.2N。 
用与实施例1相同的方法层叠该增强纤维织物,使用与实施例1相同的赋型模,采用相同的方法使该层叠体变形。结果在变形的层叠体的表面可见增强纤维织物的网纹大量混乱,特别是在三维变形较大的部分产生大量折皱,未变形为与赋型模一致的形状。另一方面,层叠体层间未剥离,抓住端部提起时,也未发生变形。即,用该方法得到的预成型体虽然形状保持性优异,但表面产生大量折皱,未呈现符合赋型模的形状,故无法耐受用作纤维增强树脂成型品用预成型体。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂流动到几乎整个成型体中并固化,但折皱导致层叠体变厚的部分未充分含浸树脂,露出增强纤维束。另外,在其周边部,树脂层部分变厚,随之表面变得不光滑。并且,表面可见的增强纤维织物的网纹存在较大的混乱。即,所得的纤维增强树脂成型品是不能耐受使用的成型品。 
比较例2: 
以相同的层叠构成层叠与比较例1相同的增强纤维织物(树脂材料粘着量:5g/m2)。 
使用与实施例2相同的赋型模,采用相同的方法使该层叠体变形。结果在变形的层叠体的表面可见大量增强纤维织物的网纹混乱,特别是在三维变形较大的部分产生大量折皱,未变形为与赋型模一致的形状。另一方面,层叠体层间未发生剥离,抓住端部提起时,也未发生变形。即,用该方法得到的预成型体虽然形状保持性优异,但表面产生大量折皱,未呈现符合赋型模的形状,故无法耐受用作纤维增强树脂成型品用预成型体。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其 固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂流动到几乎整个成型体中并固化,但折皱导致层叠体变厚的部分未充分含浸树脂,露出增强纤维束。另外,在其周边部,树脂层部分变厚,随之表面变得不光滑。并且,表面可见的增强纤维织物的网纹存在较大的混乱。即,所得的纤维增强树脂成型品是不能耐受使用的成型品。 
比较例3: 
除不赋予面内方向的剪切变形之外,与实施例3相同地制作增强纤维织物(树脂材料粘着量:10g/m2)。 
对增强纤维织物进行与实施例1相同的非纤维轴方向拉伸试验。结果,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为2.6N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为3.5N。 
用与实施例1相同的方法层叠该增强纤维织物,使用与实施例1相同的赋型模,采用相同的方法使该层叠体变形。结果在变形的层叠体的表面可见大量增强纤维织物的网纹混乱,特别是在三维变形较大的部分产生大量折皱,未变形为与赋型模一致的形状。另一方面,层叠体层间未发生剥离,抓住端部提起时,也未发生变形。即,用该方法得到的预成型体虽然形状保持性优异,但表面产生大量折皱,未呈现赋型模的形状,故无法耐受用作纤维增强树脂成型品用预成型体。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂流动到几乎整个成型体中并固化,但折皱导致层叠体变厚的部分未充分含浸树脂,露出增强纤维束。另外,在其周边部,树脂层部分变厚,随之表面变得不光滑。并且,表面可见的增强纤维织物的网纹存在较大的混乱。即,所得的纤维增强树脂成型品是不能耐受使用的成型品。 
比较例4: 
除不赋予面内方向的剪切变形之外,与实施例4相同地制作增强 纤维织物(树脂材料粘着量:5g/m2)。 
对增强纤维织物进行与实施例1相同的非纤维轴方向拉伸试验。结果,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.9N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为1.2N。 
用与实施例1相同的方法层叠该增强纤维织物,使用与实施例1相同的赋型模,采用相同的方法使该层叠体变形。结果在变形的层叠体的表面可见大量增强纤维织物的网纹混乱,特别是在三维变形较大的部分产生大量折皱,未变形为与赋型模一致的形状。另一方面,层叠体层间未发生剥离,抓住端部提起时,也未发生变形。即,用该方法得到的预成型体虽然形状保持性优异,但表面产生大量折皱,未呈现符合赋型模的形状,故无法耐受用作纤维增强树脂成型品用预成型体。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,树脂流动到几乎整个成型体中并固化,但折皱导致层叠体变厚的部分未充分含浸树脂,露出增强纤维束。另外,在其周边部,树脂层部分变厚,随之表面变得不光滑。并且,表面可见的增强纤维织物的网纹存在较大的混乱。即,所得的纤维增强树脂成型品是不能耐受使用的成型品。 
比较例5: 
在不粘着树脂材料、也不赋予面内方向的剪切变形的状态下,对与实施例1相同的双向织物基材采用与实施例1相同的方法进行非纤维轴方向拉伸试验。结果,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.22N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为0.45N。 
用与实施例1相同的方法层叠该织物基材,使用与实施例1相同的赋型模,用相同的方法使该层叠体变形。需要说明的是,由于该纤维基材上未粘着树脂材料,故无所谓层叠时的面的朝向。 
取下对置的赋型模时,层叠体没有折皱地变形为符合赋型模形状的形状。吹入冷风,将冷却的层叠体从赋型模上取下,层叠体层间完全没有粘合,层叠体的形状破坏,完全不能保持符合赋型模的形状。 
该方法中,织物基材即使变形为立体形状,由于层间未粘合,故无法保持其形状,不能耐受用作纤维增强树脂成型品用预成型体。 
比较例6: 
除将双向织物基材的表面粘着的树脂材料的量设定为60g/m2之外,与实施例1相同地制作粘着有树脂粒子的增强纤维织物,赋予与实施例1相同的变形经历。观察所得的增强纤维织物的表面,可见大量邻接的点状的树脂材料彼此之间粘结,织物基材的表面广泛被树脂材料覆盖。另外,未见赋予剪切变形引起的树脂材料从织物基材上脱落。 
对该增强纤维织物进行与实施例1相同的非纤维轴方向拉伸试验。结果,拉伸变形达到1%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为1.3N,拉伸变形达到5%为止被赋予的荷重的最大值(3张的平均值)为2.1N。 
用与实施例1相同的方法层叠该增强纤维织物,用与实施例1相同的赋型模,用相同的方法使该层叠体变形。结果在变形的层叠体的表面可见大量增强纤维织物的网纹混乱,特别是在三维变形较大的部分产生大量折皱,未变形为与赋型模一致的形状。层叠体层间未发生剥离,抓住端部提起时,也未发生变形。即,用该方法得到的预成型体虽然形状保持性优异,但表面产生大量折皱,未呈现符合赋型模的形状,故无法耐受用作纤维增强树脂成型品用预成型体。 
然后,按照与实施例1相同的方法使该预成型体含浸树脂并使其固化,得到纤维增强树脂成型品。所得的纤维增强树脂成型品中,虽然部分地含浸树脂并固化,但大量存在树脂未流通而增强纤维束露出的部分,不能耐受用作纤维增强树脂成型品。 
产业上的可利用性 
通过使用本发明的增强纤维织物,在具有立体形状的部件中,能有效且良好地赋型,结果能提高纤维增强树脂成型品的生产率和品质。因此,可以广泛适用于汽车、航空器、船舶、家电仪器、OA仪器、建筑材料等领域。当然,本发明的用途并不限定于此。 
附图说明
[图1]是表示在表面粘着有树脂材料的增强纤维织物的平面模式图。 
[图2]是表示在表面粘着有树脂材料的增强纤维织物的剖面模式图。 
[图3]是表示非纤维轴方向拉伸试验的试验片形状的平面模式图。 
[图4]是表示通过非纤维轴方向拉伸试验变形的增强纤维织物的平面模式图。 
[图5]是表示在表面粘着大量树脂材料的增强纤维织物的平面模式图。 
[图6]是表示在表面粘着有树脂材料的增强纤维织物的平面模式图。 
[图7]是表示在表面粘着有树脂材料的增强纤维织物的剖面模式图。 
[图8]是表示仅在一部分增强纤维束上粘着有树脂材料的增强纤维织物的平面模式图。 
[图9]是表示仅在一部分增强纤维束上粘着有树脂材料的增强纤维织物的剖面模式图。 
[图10]是表示赋予了剪切变形的增强纤维织物的平面模式图。 
[图11]是表示使层叠体变形为符合赋型模的形状、并加压加热的方法的一个方案的侧面模式图。 
[图12]是表示使层叠体变形为符合赋型模的形状、并加压加热的方法的其他方案的侧面模式图。 
[图13]是表示使层叠体变形为符合赋型模的形状、并加压加热的方法的其他方案的侧面模式图。 
[图14]是表示使层叠体变形为符合赋型模的形状、并加压加热的方法的其他方案的侧面模式图。 
[图15]是表示使层叠体变形为符合赋型模的形状、并加压加热的方法的其他方案的侧面模式图。 
[图16]是表示使织物基材在宽度方向摇动的机构的一个方案的斜视简图。 
[图17]是表示使织物基材在宽度方向摇动的机构的其他方案的斜视简图。 
[图18]是表示使织物基材在宽度方向摇动的机构的其他方案的斜视简图。 
[图19]是表示使织物基材在宽度方向摇动的机构的其他方案的主视简图。 
符号说明
11同时粘着在织物基材的2个增强纤维束上的树脂材料 
12同时粘着在织物基材的3个增强纤维束上的树脂材料 
13仅粘着在织物基材的1个增强纤维束上的树脂材料 
14构成织物基材的增强纤维束(经纱) 
15构成织物基材的增强纤维束(纬纱) 
31织物基材的试验片 
41试验片安装部 
42织物基材的试验片 
51粘着在织物基材表面上的树脂材料 
81仅粘着在一部分增强纤维束上的树脂材料 
111赋型模(下模) 
112赋型模(上模) 
113层叠体 
121赋型模 
122层叠体 
123片材 
124密封材料 
125腔室(chamber box) 
126真空泵 
127加压装置 
131赋型模(下模) 
132赋型模(上模) 
133层叠体 
134部分模 
135加热装置 
141赋型模(下模) 
142赋型模(上模) 
143层叠体 
144能突出的可动部分 
145加热装置 
151赋型模 
152层叠体 
153片材 
154密封材料 
155部分模 
156加热器 
157真空泵 
158加压装置 
159腔室 
161端部把持摇动机构 
162织物基材的开卷机构 
163织物基材的卷绕机构 
164织物基材 
171咬合摇动机构 
181摇动辊 
182输送辊 
θ剪切变形角度 

Claims (14)

1.一种增强纤维织物,所述增强纤维织物是在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面上粘着有树脂材料的增强纤维织物,
所述增强纤维织物是通过以下制造方法得到的,
在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面粘着树脂材料后,通过改变构成所述织物基材的多根增强纤维束的相对位置,将同时粘着在2根以上增强纤维束上的树脂材料从所述2根以上增强纤维束的一部分上剥离,
由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到1%为止的荷重的最大值在0.01~0.75N的范围内,且由非纤维轴方向拉伸试验得到的拉伸变形达到5%为止的荷重的最大值在0.1~1.0N的范围内。
2.如权利要求1所述的增强纤维织物,其中,树脂材料的粘着量为1~50g/m2
3.如权利要求1所述的增强纤维织物,其中,树脂材料以热塑性树脂为主成分。
4.如权利要求1所述的增强纤维织物,其中,织物基材为双向织物。
5.如权利要求1所述的增强纤维织物,其中,增强纤维束为碳纤维束。
6.一种预成型体,其中,所述预成型体含有至少一层权利要求1~5中任一项所述的增强纤维织物。
7.一种纤维增强树脂成型品,所述成型品是在权利要求6所述的预成型体中含浸基质树脂得到的。
8.一种增强纤维织物的制造方法,所述方法是在含有多根增强纤维束的织物基材的至少一侧表面粘着树脂材料后,通过改变构成所述织物基材的多根增强纤维束的相对位置,将同时粘着在2根以上增强纤维束上的树脂材料从所述2根以上增强纤维束的一部分上剥离。
9.如权利要求8所述的增强纤维织物的制造方法,其中,通过对所述织物基材赋予5~45°的剪切变形,改变构成所述织物基材的多根增强纤维束的相对位置。
10.一种预成型体的制造方法,所述方法是在赋型模上层叠配置权利要求1~5中任一项所述的增强纤维织物和含有增强纤维束的织物基材,然后对该增强纤维织物及织物基材的层叠体进行加压、加热,由此软化粘着在增强纤维织物上的树脂材料,粘合该层叠体层间。
11.一种预成型体的制造方法,所述方法将多个权利要求1~5中任一项所述的增强纤维织物层叠配置在赋型模上,然后对该增强纤维织物的层叠体进行加压、加热,由此软化粘着在增强纤维织物上的树脂材料,粘合该层叠体层间。
12.如权利要求10或11所述的预成型体的制造方法,其中,在对置的至少2个赋型模之间配置所述层叠体,对所述层叠体的一部分进行加压后,对剩余的部分进行加压、加热。
13.如权利要求10或11所述的预成型体的制造方法,其中,对层叠配置在赋型模上的层叠体的一部分进行加压后,从所述层叠体上部覆盖片材,利用气体或液体隔着所述片材对所述层叠体进行加压、加热。
14.一种纤维增强树脂成型品的制造方法,所述方法是使利用权利要求10或11所述的制造方法制造的预成型体中含浸基质树脂,并使其固化或凝固。
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