预成型体的制造方法及制造装置的制造方法
预成型体的制造方法及制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及将复数片增强纤维基材进行层合从而制作预成型体的预成型体的制 造方法及制造装置。
【背景技术】
[0002] 作为生产率优异的纤维增强塑料（￡iber Reinforced ￡lastics :FRP)的成型方 法，已知有所谓的RTM成型方法，即，将干燥的、由增强纤维布帛形成的基材层合体配置在 成型模具内，向模具内注入基体树脂，使其含浸于增强纤维基材层合体内，使树脂固化后， 使成型品脱模。此外，在制造比较大型的成型品、壁厚的成型品时，作为效率良好的成型方 法，多采用下述成型方法：先将增强纤维基材层合体（例如，复数片增强纤维基材）赋形为 规定形状，制作作为FRP的成型前体的增强纤维基材层合体的预成型体，将该预成型体配 置在成型模具内，向模具内注入基体树脂，使含浸于基材中的树脂固化。
[0003] 对于在如上所述的RTM成型中使用的预成型体的制作来说，以往一直经历例如下 述一系列的工序：（1)将层合复数片基材而成的基材层合体载置于赋形模内，合上赋形模， 利用赋形模对基材赋予规定的形状的工序；（2)对赋形模进行加热（或预先对其进行加 热），间接地对基材层合体进行加热，使介于基材之间的粘合材料软化或熔融的工序；（3) 在利用赋形模保持预成型体的形状的同时，将预成型体冷却，使上述粘合材料固化从而将 基材的层之间粘合的工序；（4)将赋形后的预成型体从赋形模中取出的工序。
[0004] 在上述一系列工序中，作为上述工序（2)中对赋形模进行加热的方法，可采用利 用传热介质、电热器等的加热之类的方法，作为工序（3)的冷却的方法，可采用利用空气 (常温、冷却）、冷却水等的冷却之类的方法（例如，参见专利文献1)。
[0005] 然而，就上述那样使用传热介质对赋形模（通常为金属模具）整体反复进行加热、 冷却的方法而言，存在包括加热、冷却在内的1个周期所花费的时间长、加热所需要的能量 的消耗也大的问题，在短时间内难以大量生产规定形状的预成型体。
[0006] 因此，尝试了通过在基材层合体或增强纤维成型体的面内方向或厚度方向上通 电，利用由增强纤维所具有的电阻产生的焦耳热来发热的方法（例如，参见专利文献2、3)。
[0007] 上述加热方法被称为通电加热法，若将该方法用于制作预成型体，则可以不像现 有技术那样对模具整体进行加热而仅对基材进行加热。即，可以将层合后的基材设置于由 上下模构成的赋形模内，合上赋形模并加压后，将上下模分别作为电极，在基材的层合方向 上通电，利用构成基材的材料所具有的电阻使所述基材发热。基材产生的热传递至介于基 材之间的粘合材料，使粘合材料软化或熔融。通电结束时，粘合材料自然冷却至气氛温度从 而固化，将基材层之间粘合。由此，能够大幅缩短上述制作预成型体中的工序（2)、工序（3) 所需要的时间。此外，能够通过短时间的通电升高基材的温度，并且没有对模具整体进行加 热，因此，还能够大幅抑制加热所需要的能量消耗。
[0008] 但是，就以往的通电加热法而言，不能针对基材层合体适当地粘合想要粘合的部 位，无法预测·控制粘合部位。此外，还产生了赋形模局部性地一部分熔融·损伤的问题。 因此，就以往的通电加热法而言，难以高精度且生产率良好地制造规定形状的预成型体。 [0009] 专利文献1 :日本特开2011-168009号公报
[0010] 专利文献2 :日本特开昭59-2815号公报
[0011] 专利文献3 :日本特开2009-73132号公报
【发明内容】
[0012] 因此，鉴于上述现有技术的现状，本发明的课题在于，在采用通电加热法制造作为 FRP的成型前体的规定形状的预成型体时，针对基材层合体使想要粘合的部位适当地粘合， 同时抑制赋形后的赋形模的损伤，以较短的周期时间减少能量消耗，从而提高生产率。
[0013] 针对以往的通电加热法所具有的问题，发明人详细地进行了研宄，结果发现赋形 模的局部熔融?损伤发生于加压时的层合体厚度变小的位置。由于电流通常更多地流过电 阻低的部位，因此存在层合体厚度变小的位置时，电流仅集中流向该电阻低的部位，导致层 合体局部发热，使得其附近的上下模一部分熔融?损伤。此外，这样的集中通电也会因模腔 厚度的微小变化（其是由模表面粗糙度引起的）、构成增强纤维基材的布帛表面的凹凸的 微小变化而发生，从而对于基材层合体而言，在与想要粘合的部位不同的、不期望的部位发 生集中的?局部的通电，结果由于没有向想要粘合的部位流入足够的电流，所以层合体不发 热，从而不能将想要粘合的部位适当地粘合。
[0014] 本申请的发明人根据上述发现进一步反复进行了研宄，结果完成了本发明。
[0015] 为了解决上述问题，本发明的增强纤维预成型体的制造方法采用下述构成。即，为 下述增强纤维预成型体的制造方法：利用赋形模夹持将在至少一面上赋予有粘合材料的复 数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体、或将在增强纤维基材之间夹有粘合材料 的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体中的任一个或两者，然后在基材层合 体的层合方向上通电，对增强纤维基材进行加热，对粘合材料赋予热，由此使基材层合体的 基材层之间粘合，所述赋形模由相对的2个以上的模构成，所述制造方法具有使基材层合 体的粘合区域的电阻比非粘合区域的电阻相对小的手段。
[0016] 此外，为了解决上述问题，本发明的增强纤维预成型体的制造装置采用下述构成。 即，为下述增强纤维预成型体的制造装置，所述预成型体的制造装置设置为对于由相对的2 个以上的模构成的赋形模，在各个模上连接电源，使得能够对设置于赋形模之间的增强纤 维基材层合体施加电压，所述制造装置具有使基材层合体的粘合区域的电阻比非粘合区域 的电阻相对小的机构。
[0017] 根据本发明涉及的预成型体的制造方法及制造装置，以较短的赋形周期时间且以 较小的能量消耗，效率良好地将作为FRP的成型前体的预成型体赋形为规定形状成为可 能，能够以优异的生产率制造所期望的预成型体。
[0018] 此外，可以将以往的利用通电加热法的预成型体制造方法中不能预测的通电部位 设定为特定的部位，因此，能够以不对赋形模、层合体产生损伤的方式制造所期望的预成型 体。
【附图说明】
[0019] 图1是说明本发明涉及的增强纤维预成型体的制造方法的基本实施方式的一个 例子的制造装置的构成简图。
[0020] 图2是说明本发明涉及的增强纤维预成型体的制造方法的基本实施方式的另一 个例子的制造装置的构成简图。
[0021] 图3是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第一实施方式的、赋形模的截面简图。
[0022] 图4是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第二实施方式的、赋形模的截面简图。
[0023] 图5是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第三实施方式的、赋形模的截面简图。
[0024] 图6是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第四实施方式的、赋形模的截面简图。
[0025] 图7是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第五实施方式的、赋形模的截面简图。
[0026] 图8是表示本发明涉及的使粘合区域的纤维量比非粘合区域的纤维量增多的手 段的一个实施方式的、赋形模的截面简图。
[0027] 图9是表示本发明涉及的使粘合区域的纤维量比非粘合区域的纤维量增多的手 段的一个实施方式的、赋形模的截面简图。
[0028] 图10是实施例1中使用的赋形模的截面简图。
[0029] 图11是实施例2中使用的赋形模的截面简图。
[0030] 图12是比较例中使用的赋形模的截面简图。
【具体实施方式】
[0031] 以下，参照附图对本发明的期望的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明并不 限定于附图中记载的发明。
[0032] 图I (a)是本发明涉及的增强纤维预成型体的制造装置的简图。
[0033] 赋形模11具备相对的上模13和下模14,该上模13和下模14通过变压器17与电 源18连接。上模13和下模14由例如铝、铜、铁之类的导电 性材料构成，分别作为电极起作 用。需要说明的是，可以用导电性材料仅构成基材层合体的粘合区域接触的部位，由绝缘构 件构成基材层合体的非粘合区域接触的部位。这里所谓粘合区域，是指基材层合体中的、为 获得所期望的预成型体而必须将基材的层之间粘合的区域。此外，所谓非粘合区域，是指基 材层合体中的粘合区域以外的区域。关于电源18的电压，可通过变压器17来调整电压值， 施加在上模13和下模14之间。
[0034] 通过在赋形模11内的规定位置配置基材层合体12,在经过了加压赋形的状态下 对上模13及下模14施加电压，使得电流在基材层合体12中沿层合方向（厚度方向）流动。 对于本发明而言，具有将基材层合体12内设定为粘合区域15的电阻变得比非粘合区域16 的电阻相对小的手段是重要的。这里，对于粘合区域15及非粘合区域16的电阻而言，例如 可如下获得：事先进行预试验，从通电后得到的预成型体的各个区域切出20_见方大小的 试验物，以不改变切出的试验物的厚度的方式在试验物的表面背面安装绝缘电阻计的测定 端子，测定层合方向上的电阻，由此得到。需要说明的是，关于电阻的设定将在下文中记述。 此外，具体而言，即使不特别规定通电前的各区域的电阻，通过下文所述的【具体实施方式】， 粘合区域的电阻也变得比非粘合区域的电阻相对小。
[0035] 图1(b)是本发明涉及的增强纤维预成型体的制造装置的简图，表示通电中的状 ??τ O
[0036] 如上所述，对于基材层合体，通过使粘合区域15的电阻比非粘合区域16的电阻 小，在通电时，如通电通路19所示，电流优先流过粘合区域15。由此，在基材层合体12中的 存在于粘合区域15内的增强纤维基材中产生焦耳热，并向预先介于基材之间的粘合材料 (未图示）传递热。结果，通过下文所述方法将基材层之间粘合。即，通过使粘合区域15的 电阻比非粘合区域16的电阻小，能够将想要粘合的区域可靠地粘合。虽然粘合区域15被 设定为比非粘合区域16的电阻小，但是粘合区域15内的电阻均匀相等是优选的。通过使 粘合区域15内的电阻均匀相等，粘合区域15内在相同条件下通过等量的电流，产生等量的 焦耳热，因此，能够得到粘合区域15内以均匀的粘合力被粘合的预成型体。
[0037] 如图2所示，本发明中，上模和/或下模也可以依据赋予的形状、大小而使用被分 割为复数个的模。在赋形模21内的规定位置配置基材层合体22,在已加压赋形的状态下对 上模23及下模24施加电压，由此使得电流经由通电通路29 (其已通过调节机构20对其进 行了确定）沿层合方向（厚度方向）在基材层合体22中流动。使用被分割为复数个的模 时，流过通电通路29的电流和/或施加的电压可通过调节机构20进行调节。例如，可以向 分割成的复数个模各自以不同的电流和/或电压同时进行通电，也可以仅对复数个模中的 特定的模通电。当然，也可以以相同的电流和/或电压同时对所有分割模通电。此外，使用 被分割为复数个的模时，也可以通过仅对该分割模中的特定模进行赋形加压而仅对特定的 模通电。
[0038] 本发明中，存在于粘合区域的增强纤维必须具有导电性。作为具有导电性的增强 纤维，有碳纤维、金属纤维等，但为了使在预成型体中含浸树脂、进行固化而得的成型品的 分量轻且机械特性优异，优选主要使用碳纤维。作为存在于非粘合区域的增强纤维，并非必 须具有导电性，使用具有导电性的增强纤维时，使用存在于粘合区域的增强纤维中的体积 电阻率最高的增强纤维、或体积电阻率较之更高的增强纤维。尤其是在部分插入至非粘合 区域等的情况下，无需为导电性，例如可使用玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、氧化铝纤 维、碳化硅高强度合成纤维等实质上不具有导电性的增强纤维。增强纤维基材的形态没有 特别限定，可采用单向片材、织物、无纺布等。
[0039] 为了得到基材层合体，将在至少一面上赋予有粘合材料的复数片增强纤维基材进 行层合。也可以将在基材之间夹有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合从而得到基材 层合体。如上所述利用赋形模（其由相对的2个以上的模构成）夹持采用上述两种的方法 得到的基材层合体中的任一个或两者，然后在基材层合体的层合方向上通电，对增强纤维 基材进行加热，对粘合材料赋予热，由此使基材层合体的基材层之间粘合。
[0040] 本发明中，粘合材料可采取粉状、带状、纤维状或片状中的至少1种形态。换言之， 鉴于所期望的形状或必要的力学物性等，可以在层合体内使用复数种形态的粘合材料。在 基材层合体中，通过基材层之间的粘合材料采用热粘合法将基材彼此粘合。层合体内的粘 合材料的配置没有特别限定，可以预先使其附着在基材上，也可以在层合增强纤维基材时 插入层间。
[0041] 这里，热粘合法为下述方法：通过对粘合材料赋予热，使粘合材料发生物理和/或 化学变化从而固化，将基材层之间粘合。例如，为以热塑性树脂为主要成分的粘合材料时， 可以对粘合材料赋予热从而使其熔融，然后进行冷却使基材层之间的粘合材料固化，将基 材彼此粘合。此外，为以热固性树脂为主要成分的粘合材料时，可以对粘合材料赋予反应所 需要的热，使得存在于基材层之间的粘合材料固化（硬化），从而将基材层之间粘合。粘合 材料的赋予量优选相对于100重量份增强纤维基材而言为0. 1~10重量份的范围。粘合材 料的赋予量小于0. 1重量份时，无法保持作为预成型体的形状，不能用于成型的情况较多。 另一方面，粘合材料的赋予量大于10重量份时，粘合材料可能阻碍成型时的树脂含浸。
[0042] 本发明中，作为使粘合区域25的电阻比非粘合区域26的电阻相对小的手段之一， 可采用使利用赋形模夹持基材层合体时的粘合区域25的纤维占有率比非粘合区域26的纤 维占有率相对高的手段。通过使粘合区域25的纤维占有率高，在该区域中，附近的纤维彼 此之间密合，可流通电流的路径增加，因此能够减小粘合区域25的电阻。需要说明的是，纤 维占有率（Vf)是指由下式求出的值（单位为％ )。
[0043] Vf (% ) = (WXn)/(p XTX10)
[0044] 此处，W :每Im2的增强纤维基材的质量（g/m 2)
[0045] η :增强纤维基材的层合片数
[0046] P :增强纤维的密度（g/cm3)
[0047] T :模间距（mm)
[0048] 对于使粘合区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段而言，优 选的是，粘合区域的纤维占有率与非粘合区域的纤维占有率之差为1 %以上，并且粘合区域 的纤维占有率在25~70 %的范围内。进一步优选的是，粘合区域的纤维占有率在25~ 50 %的范围内。在上述纤维占有率之差小于1 %的情况下，由于粘合区域与非粘合区域之间 没有充分地产生电阻差，所以不能充分发挥本发明的效果。但是，即使上述纤维占有率之差 为1%以上，当粘合区域的纤维占有率大于70 %时，由例如增强纤维基材的每单位面积重 量偏差导致基材层之间产生电阻极低的接触部位，在该位置集中通电，因此不仅预测?控制 通电部位变得困难，而且其附近的上下模的一部分发生熔融?损伤。另一方面，上述纤维占 有率之差为1 %以上、且粘合区域的纤维占有率在25~70%、尤其是25~50 %的范围内 时，基材层之间的接触部位的电阻的偏差变小，与例如增强纤维基材的每单位面积重量偏 差无关地在广范围内通电，因此可预测?控制通电部位。此外，上述粘合区域的纤维占有率 小于25%时，预成型体整体的纤维密度降低，因此，预成型体的刚度降低，形状的保持变得 困难。
[0049] 本发明中，作为使粘合区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维含有率相对高的手 段，可采用使粘合区域的层合体厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段。以 下，参照附图对该手段的实施方式的一个例子进行说明。
[0050] 图3是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体的厚度比非粘合区域的基材层合 体的厚度相对小的手段的第一实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0051] 如图3所示，在本实施方式中，可以在基材层合体32的粘合区域35与赋形模表面 接触的部位的模表面设置隆起37。赋形模31的隆起的形状没有限定，但与基材层合体32 接触的表面平滑且与下模34的表面平行、粘合区域35的层合体厚度均匀是优选的。
[0052] 图4是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体的厚度比非粘合区域的基材层合 体的厚度相对小的手段的第二实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0053] 如图4所示，在本实施方式中，可以在基材层合体42的粘合区域45以外的区域即 非粘合区域46与赋形模表面接触的部位的模表面设置凹陷47。赋形模41的凹陷形状没有 限定，但在非粘合区域46内基材层合体42不与上模43或下模44接触的形状是较优选的。
[0054] 图5是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体厚度比非粘合区域的基材层合体 的厚度相对小的手段的第三实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0055] 如图5所不，在本实施方式中，在赋形模51的模表面与存在于粘合区域55的基材 层合体52接触的部位设置作为赋形模51的一部分的模活动部57,在赋形模51内的规定位 置配置基材层合体52进行夹持后，使模活动部57突出，减小粘合区域55内的基材层合体 的厚度。模活动部57的形状没有限定，但与基材层合体52接触的表面平滑且与下模54的 表面平行、该区域的层合体厚度均匀是优选的。
[0056] 图6是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体厚度比非粘合区域的基材层合体 的厚度相对小的手段的第四实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0057] 如图6所示，在本实施方式中，在赋形模61的模表面与存在于非粘合区域66的基 材层合体62接触的部位设置作为赋形模61的一部分的模活动部67,在赋形模61内的规定 位置配置基材层合体62进行夹持后，模活动部67向远离基材层合体的方向移动，使非粘合 区域66内的基材层合体62的厚度增大。与基材层合体62接触的表面平滑且与下模64平 行、粘合区域65的层合体厚度均匀是优选的。
[0058] 图7是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体厚度比非粘合区域的基材层合体 的厚度相对小的手段的第五实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0059] 如图7所示，在本实施方式中，可以在赋形模71内的规定位置配置基材层合体72， 进而将构成基材层合体72的增强纤维以外的导电性构件77配置在基材层合体72与赋形 模71之间、或者插入基材层合体72中、或者贴附在所述赋形模71或基材层合体72上。将 导电性构件77插入基材层合体72中时，在层合增强纤维基材时预先插入导电性构件77,将 已插入了导电性构件77的基材层合体72配置在赋形模71内的规定位置。构成导电性构 件77的材料没有限定，但优选例如铜、铝及它们的合金等导电性高的材料。
[0060] 本发明中，作为使粘合区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维占有率相对高的其 他手段，可以采用使粘合区域的纤维量多于非粘合区域的纤维量的手段。
[0061] 图8是表示本发明涉及的使粘合区域的纤维量多于非粘合区域的纤维量的手段 的一种实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0062] 如图8所示，在本实施方式中，可以例如在基材层合体82的最外层配置其他基材， 也可以向基材层合体82内部插入其他基材或纤维束。其他基材的形态没有限定，例如可以 为织物，也可以为无纺布。对于粘合材料的有无没有限定，不使如图8所示配置于基材层合 体的最外层时所制造的预成型体的表面附着不需要的纤维即可，此外，从可在每次对同一 基材通电时循环使用的方面考虑，也优选不使用粘合材料。
[0063] 由于基材层合体的形状的倾斜度大而难于配置纤维时，可在纤维的配置部位使用 容易剥掉的弱粘合材料。当然，增加粘合区域85的纤维的方法并不受限定。本发明中，在 粘合区域内配置或插入的增强纤维必须具有导电性，因此优选碳纤维。
[0064] 图9是表示本发明涉及的使粘合区域的纤维量多于非粘合区域的纤维量的手段 的另一实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0065] 如图9所示，在本实施方式中，例如将基材层合体92中的、存在于非粘合区域96 内的基材的一部分用剪刀等切取、除去，使得非粘合区域的纤维量较之粘合区域的纤维量 有所减少。由此，粘合区域的纤维量变得多于非粘合区域的纤维量。当然，减少非粘合区域 96的纤维的方法并不限定于该方法。
[0066] 实施例
[0067] 以下，使用实施例更具体地说明本发明。需要说明的是，本实施例中，如下进行操 作从而求出增强纤维预成型体的各部位的层合方向上的电阻。即，在增强纤维预成型体中， 从作为测定对象的部位切出20mm见方大小的试验物，以不改变切出的试验物的厚度的方 式在试验物的表面背面安装绝缘电阻计（鹤贺电机公司制：M0DEL3565)的测定端子，测定 层合方向上的电阻。
[0068] (实施例1)
[0069] (1)赋形模
[0070] 准备具有图10所示的截面形状的、铝制的赋形模101。使用赋形模101制作预成 型体时，在本实施例中，将平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106作为粘合区 域。上模103中，在与立面部的需粘合部位106接触的部位设置了 φ30 mm、高0. 8mm的 圆柱状隆起107。
[0071] (2)增强纤维基材
[0072] 使用东丽（株）制碳纤维织物BT70-30 (织物组织：平纹组织，织物每单位面积重 量：300g/m2,增强纤维：T700S-12K)作为增强纤维基材。需要说明的是，预先在该基材的整 个面上均匀地散布软化点为71°C的粉状粘合材料并使其附着于该基材。
[0073] 将该基材裁切成150mm见方后，层合4片，得到基材层合体102。然后，配置在赋形 模101的下模104上。
[0074] (3)预成型体的制作
[0075] 利用赋形模101夹持基材层合体102并进行加压。此时，在平面部的需粘合部位 105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之间的距离为I. 0mm，在其他部位，上 模103与下模104之间的距离为I. 8mm，平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位 106的纤维占有率为66. 7 %，其他部位的纤维占有率为37. 0 %，纤维占有率之差为29. 7 %。 [0076] 然后，在基材层合体102的层合方向上通上400A的直流电流3秒，得到预成型体。 结果，平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的层间粘合状态良好。此外，在 其他部位，层间没有被粘合。即，得到了需粘合部位已被粘合的、良好的增强纤维预成型体。
[0077] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为30 Ω，其他部位的电阻为1000 Ω。
[0078] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，有8组得到了良好的增强纤维预成型体，有2组的平面部的需粘合部位105及立 面部的需粘合部位106的一部分粘合较弱，在搬运时基材部分地剥离。
[0079] (实施例2)
[0080] (1)赋形模
[0081] 准备具有图11所示的截面形状的、铝制的赋形模111。使用赋形模111制作预成 型体时，在本实施例中，将平面部的需粘合部位115及立面部的需粘合部位116作为粘合区 域。在本实施例中，制成无实施例1中所述的隆起的赋形模。
[0082] (2)增强纤维基材
[0083] 使用与实施例1相同的基材作为增强纤维基材。
[0084] 将基材裁切成150mm见方后，层合4片，得到基材层合体112。然后，配置在赋形模 111的下模114上。
[0085] (3)预成型体的制作
[0086] 在本实施例中，首先将复数张 Π?Π?、厚〇. 5mm的铝板117配置在基材层合体 112 上。
[0087] 接下来，利用赋形模111夹持基材层合体112并进行加压。此时，在平面部的需粘 合部位115及立面部的需粘合部位116,上模113与下模114之间的距离为I. 2mm，在其他 部位，上模113与下模114之间的距离为I. 7mm，平面部的需粘合部位115及立面部的需粘 合部位116的纤维占有率为55. 6%，其他部位的纤维占有率为39. 2%，纤维占有率之差为 16. 4%〇
[0088] 然后，在基材层合体112的层合方向上通上400A的直流电流3秒，得到预成型体。 结果，平面部的需粘合部位115及立面部的需粘合部位116的层间粘合状态良好。此外，在 其他部位，层间没有被粘合。即，得到了需粘合部位已被粘合的、良好的增强纤维预成型体。
[0089] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位115、立面部的需粘合 部 位116及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位115、立面部的需粘 合部位116的电阻均为40 Ω，其他部位的电阻为900 Ω。
[0090] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，有8组得到了良好的增强纤维预成型体，有2组的平面部的需粘合部位115及立 面部的需粘合部位116的一部分粘合较弱，在搬运时基材部分地剥离。
[0091] (实施例3)
[0092] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为I. 9mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为2. 4mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为35. 1%，其他部位的纤维占有率为 27.8%，纤维占有率之差为7.3%，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到预 成型体。结果，平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的层间粘合状态良好。 此外，在其他部位，层间没有被粘合。即，得到了需粘合部位已被粘合的、极其良好的增强纤 维预成型体。
[0093] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为55 Ω，其他部位的电阻为1100 Ω。
[0094] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，10组均得到了极其良好的增强纤维预成型体。
[0095](实施例4)
[0096] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为2. 1mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为2. 6mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为31. 7%，其他部位的纤维占有率为 25. 6%，纤维占有率之差为6. 1 %，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到预 成型体。结果，平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的层间粘合状态良好。 此外，在其他部位，层间没有被粘合。即，得到了需粘合部位已被粘合的、极其良好的增强纤 维预成型体。
[0097] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为75 Ω，其他部位的电阻为1100 Ω。
[0098] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，10组均得到了极其良好的增强纤维预成型体。
[0099] (实施例5)
[0100] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为〇. 9mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为I. 4mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为74. 1%，其他部位的纤维占有率为 47.6%，纤维占有率之差为26.5%，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到 预成型体。结果，在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的一部分中发生 集中的通电，得到了在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的层间存在一 部分剥离的部位的增强纤维预成型体。
[0101] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为30 Ω，其他部位的电阻为900 Ω。
[0102] 进一步进行确认时，在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,在上 模103及下模104的一部分中确认到了损伤。即，虽然得到了需粘合部位已被粘合的增强 纤维预成型体，但由于在上模103及下模104的一部分中产生损伤，因此无法连续进行增强 纤维预成型体的成型。
[0103] (实施例6)
[0104] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为2. 6mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为2. 7mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为25. 6%，其他部位的纤维占有率为 24. 7%，纤维占有率之差为0. 9%，在基材层合体102的层合方向上通上400A的直流电流 10秒，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到预成型体。结果，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106与其他部位之间未充分产生电阻差，在平面部的需 粘合部位105及立面部的需粘合部位106与其他部位中，层间部分地粘合。即，虽然得到了 需粘合部位及其他部位已粘合的增强纤维预成型体，但周期时间变长，能量消耗增大。
[0105] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为100 Ω，其他部位的电阻为120 Ω。
[0106] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，有8组得到了增强纤维预成型体，有2组的平面部的需粘合部位105及立面部的 需粘合部位106的一部分粘合较弱，在搬运时基材部分地剥尚。
[0107] (实施例7)
[0108] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为2. 7mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为3. 0mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为24. 7%，其他部位的纤维占有率为 22. 2 %，纤维占有率之差为2. 5 %，并且在基材层合体102的层合方向上通上400A的直流电 流10秒，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到预成型体。结果，平面部的 需粘合部位115及立面部的需粘合部位116的层间粘合状态良好，此外，在其他部位，层间 没有被粘合。即，虽然得到了需粘合部位已粘合的增强纤维预成型体，但周期时间变长，能 量消耗增大。
[0109] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为120 Ω，其他部位的电阻为1200 Ω。
[0110] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，有8组得到了增强纤维预成型体，有2组的平面部的需粘合部位105及立面部的 需粘合部位106的一部分粘合较弱，在搬运时基材部分地剥尚。
[0111] (比较例1)
[0112] (1)赋形模
[0113] 准备具有图12所示的截面形状的、铝制的赋形模121。使用赋形模121制作预成 型体时，在本比较例中，将平面部的需粘合部位125作为粘合区域。在本比较例中，制成无 实施例1中所述的隆起的赋形模。
[0114] (2)增强纤维基材
[0115] 使用与实施例1相同的基材作为增强纤维基材。
[0116] 将基材裁切成150mm见方后，层合4片，得到基材层合体122。然后，配置在赋形模 121的下模124上。
[0117] ⑶预成型体的制作
[0118] 利用赋形模121夹持基材层合体122并进行加压。此时，使赋形模121的上模 123与下模124之间的距离全部为1.8mm、上模123与下模124之间的纤维占有率全部为 37. 0%，对包括平面部的需粘合部位125在内的所有部位进行粘合。
[0119] 在基材层合体122的层合方向上通上400A的直流电流3秒，结果，在平面部的需 粘合部位125中，层间没有被粘合，未得到增强纤维预成型体。进一步进行调查时，确认到 了在立面部的一部分中存在实际粘合部位126。因此对实际粘合部位126进行了详细调查， 结果可知，在实际粘合部位126,赋形模121的上模123与下模124之间的距离为I. 6mm，上 模123与下模124之间的纤维占有率为41. 7%，为纤维占有率最高的部位。此时， 平面部的 需粘合部位125与实际粘合部位126的纤维占有率之差为4. 7%。
[0120] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位125及实际粘合部位 126,测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位125的电阻为1000 Ω，实际粘合部 位126的电阻为50 Ω。
[0121] 此外，进而追加采用同样的方法对10组层合体进行通电，结果10组中平面部的需 粘合部位中均有至少一部分没有被粘合，未得到增强纤维预成型体。
[0122] 将实施例和比较例中的主要条件及评价结果汇总在表1中。
[0123]
[0124] 需要说明的是，在表1的评价栏中，评价符号的含义如下所述。
[0125] S :赋形模无损伤且能量消耗也少，可取得极其良好的预成型体。
[0126] A :赋形模无损伤且能量消耗也少，可取得良好的预成型体。
[0127] B :可取得预成型体，但赋形模一部分发生损伤，或者通电时间变长，能量消耗大。
[0128] C :不能取得预成型体。
[0129] 附图标记说明
[0130] 11、21、31、41、51、61、71、81、91、101、111、121 赋形模
[0131] 12、22、32、42、52、62、72、82、92、102、112、122 基材层合体
[0132] 13、23、33、43、53、63、73、83、93、103、113、123 上模
[0133] 14、24、34、44、54、64、74、84、94、104、114、124 下模
[0134] 15、25、35、45、55、65、75、85、95 粘合区域
[0135] 16、26、36、46、56、66、76、86、96 非粘合区域
[0136] 17、27 变压器
[0137] 18、28 电源
[0138] 19、29通电通路
[0139] 20调节机构
[0140] 37 隆起
[0141] 47 凹陷
[0142] 57、67模活动部
[0143] 77导电性构件
[0144] 105、115、125平面部的需粘合部位
[0145] 106、116立面部的需粘合部位
[0146] 126实际粘合部位
[0147] 107 隆起
[0148] 117 铝板
【主权项】
1. 一种增强纤维预成型体的制造方法，所述制造方法为：利用赋形模夹持将在至少一 面上赋予有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体、或将在增强纤 维基材之间夹有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体中的任一 方或两者，然后在基材层合体的层合方向上通电，对增强纤维基材进行加热，对粘合材料赋 予热，由此使基材层合体的基材层之间粘合，所述赋形模由相对的2个以上的模构成，所述 制造方法具有使基材层合体的粘合区域的电阻比非粘合区域的电阻相对小的手段。2. 如权利要求1所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的电阻比非 粘合区域的电阻相对小的手段为：使利用赋形模夹持基材层合体时的粘合区域的纤维占有 率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段。3. 如权利要求2所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的纤维占有 率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段为：使粘合区域的基材层合体的厚度比非粘合 区域的基材层合体的厚度相对小的手段。4. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：使存在于粘合区域的基材层 合体与赋形模表面接触的部位的模表面隆起。5. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：使存在于非粘合区域的基材 层合体与赋形模表面接触的部位的模表面凹陷。6. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：利用赋形模夹持基材层合体 后，使赋形模中的存在于粘合区域的基材层合体与赋形模表面接触的部位的模活动部向减 小粘合区域的基材层合体的厚度的方向突出。7. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：利用赋形模夹持基材层合体 后，使赋形模中的存在于非粘合区域的基材层合体与赋形模表面接触的部位的模活动部向 增大非粘合区域的基材层合体的厚度的方向移动。8. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：向粘合区域插入或贴附增强 纤维以外的导电性构件。9. 如权利要求2所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的纤维占有 率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段为：使粘合区域的纤维量多于非粘合区域的纤 维量。10. 如权利要求2~9中任一项所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，在使粘合 区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段中，使粘合区域的纤维占有率 与非粘合区域的纤维占有率之差为1 %以上，并且使粘合区域的纤维占有率为25~70%。11. 一种增强纤维预成型体的制造装置，所述预成型体的制造装置设置为，对于由相对 的2个以上的模构成的赋形模，在各个模上连接电源，使得能够对设置于赋形模之间的增 强纤维基材层合体施加电压，所述制造装置中，具有使基材层合体的粘合区域的电阻比非 粘合区域的电阻相对小的机构。12. 如权利要求11所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的电阻比 非粘合区域的电阻相对小的机构为：使夹持基材层合体时的粘合区域的纤维占有率比非粘 合区域的纤维占有率相对高的机构。13. 如权利要求12所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使夹持基材层合体时 的粘合区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维占有率相对高的机构为：使粘合区域的基材 层合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构。14. 如权利要求13所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的基材层 合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构为：与存在于粘合区域的基材 层合体接触的部位的赋形模表面预先隆起。15. 如权利要求13所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的基材层 合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构为：使与存在于非粘合区域的 基材层合体接触的部位的赋形模表面预先凹陷的机构。16. 如权利要求13所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的基材层 合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构为：利用赋形模夹持基材层合 体后，使赋形模中的存在于粘合区域的基材层合体与赋形模表面接触的部位的模活动部向 减小粘合区域的基材层合体的厚度的方向突出的机构。17. 如权利要求13所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的基材层 合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构为：利用赋形模夹持基材层合 体后，使存在于非粘合区域的基材层合体与赋形模表面接触的部位向增大非粘合区域的基 材层合体的厚度的方向移动的机构。
【专利摘要】增强纤维预成型体的制造方法，利用赋形模夹持将在至少一面赋予有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体、或将在增强纤维基材之间夹有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体中的任一个或两者，然后在该基材层合体的层合方向上通电，对该增强纤维基材进行加热，对该粘合材料赋予热，由此使所述基材层合体的基材层之间粘合，所述赋形模由相对的2个以上的模构成，在所述增强纤维预成型体的制造方法中，通过使通电加热前的该基材层合体的粘合区域的电阻比非粘合区域的电阻相对小，能够以较短的赋形周期时间以较小的能量消耗制造作为FRP的成型前体的、规定形状的预成型体，能够提高生产率。
【IPC分类】B29B11/16
【公开号】CN104903061
【申请号】CN201480004284
【发明人】佐藤将之, 山崎真明, 长崎绚太郎
【申请人】东丽株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年2月19日
【公告号】US20150352821, WO2014129481A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及将复数片增强纤维基材进行层合从而制作预成型体的预成型体的制 造方法及制造装置。
【背景技术】
[0002] 作为生产率优异的纤维增强塑料（￡iber Reinforced ￡lastics :FRP)的成型方 法，已知有所谓的RTM成型方法，即，将干燥的、由增强纤维布帛形成的基材层合体配置在 成型模具内，向模具内注入基体树脂，使其含浸于增强纤维基材层合体内，使树脂固化后， 使成型品脱模。此外，在制造比较大型的成型品、壁厚的成型品时，作为效率良好的成型方 法，多采用下述成型方法：先将增强纤维基材层合体（例如，复数片增强纤维基材）赋形为 规定形状，制作作为FRP的成型前体的增强纤维基材层合体的预成型体，将该预成型体配 置在成型模具内，向模具内注入基体树脂，使含浸于基材中的树脂固化。
[0003] 对于在如上所述的RTM成型中使用的预成型体的制作来说，以往一直经历例如下 述一系列的工序：（1)将层合复数片基材而成的基材层合体载置于赋形模内，合上赋形模， 利用赋形模对基材赋予规定的形状的工序；（2)对赋形模进行加热（或预先对其进行加 热），间接地对基材层合体进行加热，使介于基材之间的粘合材料软化或熔融的工序；（3) 在利用赋形模保持预成型体的形状的同时，将预成型体冷却，使上述粘合材料固化从而将 基材的层之间粘合的工序；（4)将赋形后的预成型体从赋形模中取出的工序。
[0004] 在上述一系列工序中，作为上述工序（2)中对赋形模进行加热的方法，可采用利 用传热介质、电热器等的加热之类的方法，作为工序（3)的冷却的方法，可采用利用空气 (常温、冷却）、冷却水等的冷却之类的方法（例如，参见专利文献1)。
[0005] 然而，就上述那样使用传热介质对赋形模（通常为金属模具）整体反复进行加热、 冷却的方法而言，存在包括加热、冷却在内的1个周期所花费的时间长、加热所需要的能量 的消耗也大的问题，在短时间内难以大量生产规定形状的预成型体。
[0006] 因此，尝试了通过在基材层合体或增强纤维成型体的面内方向或厚度方向上通 电，利用由增强纤维所具有的电阻产生的焦耳热来发热的方法（例如，参见专利文献2、3)。
[0007] 上述加热方法被称为通电加热法，若将该方法用于制作预成型体，则可以不像现 有技术那样对模具整体进行加热而仅对基材进行加热。即，可以将层合后的基材设置于由 上下模构成的赋形模内，合上赋形模并加压后，将上下模分别作为电极，在基材的层合方向 上通电，利用构成基材的材料所具有的电阻使所述基材发热。基材产生的热传递至介于基 材之间的粘合材料，使粘合材料软化或熔融。通电结束时，粘合材料自然冷却至气氛温度从 而固化，将基材层之间粘合。由此，能够大幅缩短上述制作预成型体中的工序（2)、工序（3) 所需要的时间。此外，能够通过短时间的通电升高基材的温度，并且没有对模具整体进行加 热，因此，还能够大幅抑制加热所需要的能量消耗。
[0008] 但是，就以往的通电加热法而言，不能针对基材层合体适当地粘合想要粘合的部 位，无法预测·控制粘合部位。此外，还产生了赋形模局部性地一部分熔融·损伤的问题。 因此，就以往的通电加热法而言，难以高精度且生产率良好地制造规定形状的预成型体。 [0009] 专利文献1 :日本特开2011-168009号公报
[0010] 专利文献2 :日本特开昭59-2815号公报
[0011] 专利文献3 :日本特开2009-73132号公报
【发明内容】
[0012] 因此，鉴于上述现有技术的现状，本发明的课题在于，在采用通电加热法制造作为 FRP的成型前体的规定形状的预成型体时，针对基材层合体使想要粘合的部位适当地粘合， 同时抑制赋形后的赋形模的损伤，以较短的周期时间减少能量消耗，从而提高生产率。
[0013] 针对以往的通电加热法所具有的问题，发明人详细地进行了研宄，结果发现赋形 模的局部熔融?损伤发生于加压时的层合体厚度变小的位置。由于电流通常更多地流过电 阻低的部位，因此存在层合体厚度变小的位置时，电流仅集中流向该电阻低的部位，导致层 合体局部发热，使得其附近的上下模一部分熔融?损伤。此外，这样的集中通电也会因模腔 厚度的微小变化（其是由模表面粗糙度引起的）、构成增强纤维基材的布帛表面的凹凸的 微小变化而发生，从而对于基材层合体而言，在与想要粘合的部位不同的、不期望的部位发 生集中的?局部的通电，结果由于没有向想要粘合的部位流入足够的电流，所以层合体不发 热，从而不能将想要粘合的部位适当地粘合。
[0014] 本申请的发明人根据上述发现进一步反复进行了研宄，结果完成了本发明。
[0015] 为了解决上述问题，本发明的增强纤维预成型体的制造方法采用下述构成。即，为 下述增强纤维预成型体的制造方法：利用赋形模夹持将在至少一面上赋予有粘合材料的复 数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体、或将在增强纤维基材之间夹有粘合材料 的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体中的任一个或两者，然后在基材层合 体的层合方向上通电，对增强纤维基材进行加热，对粘合材料赋予热，由此使基材层合体的 基材层之间粘合，所述赋形模由相对的2个以上的模构成，所述制造方法具有使基材层合 体的粘合区域的电阻比非粘合区域的电阻相对小的手段。
[0016] 此外，为了解决上述问题，本发明的增强纤维预成型体的制造装置采用下述构成。 即，为下述增强纤维预成型体的制造装置，所述预成型体的制造装置设置为对于由相对的2 个以上的模构成的赋形模，在各个模上连接电源，使得能够对设置于赋形模之间的增强纤 维基材层合体施加电压，所述制造装置具有使基材层合体的粘合区域的电阻比非粘合区域 的电阻相对小的机构。
[0017] 根据本发明涉及的预成型体的制造方法及制造装置，以较短的赋形周期时间且以 较小的能量消耗，效率良好地将作为FRP的成型前体的预成型体赋形为规定形状成为可 能，能够以优异的生产率制造所期望的预成型体。
[0018] 此外，可以将以往的利用通电加热法的预成型体制造方法中不能预测的通电部位 设定为特定的部位，因此，能够以不对赋形模、层合体产生损伤的方式制造所期望的预成型 体。
【附图说明】
[0019] 图1是说明本发明涉及的增强纤维预成型体的制造方法的基本实施方式的一个 例子的制造装置的构成简图。
[0020] 图2是说明本发明涉及的增强纤维预成型体的制造方法的基本实施方式的另一 个例子的制造装置的构成简图。
[0021] 图3是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第一实施方式的、赋形模的截面简图。
[0022] 图4是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第二实施方式的、赋形模的截面简图。
[0023] 图5是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第三实施方式的、赋形模的截面简图。
[0024] 图6是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第四实施方式的、赋形模的截面简图。
[0025] 图7是表示关于本发明涉及的使粘合区域内的层合体厚度比非粘合区域的基材 层合体的厚度相对小的手段的第五实施方式的、赋形模的截面简图。
[0026] 图8是表示本发明涉及的使粘合区域的纤维量比非粘合区域的纤维量增多的手 段的一个实施方式的、赋形模的截面简图。
[0027] 图9是表示本发明涉及的使粘合区域的纤维量比非粘合区域的纤维量增多的手 段的一个实施方式的、赋形模的截面简图。
[0028] 图10是实施例1中使用的赋形模的截面简图。
[0029] 图11是实施例2中使用的赋形模的截面简图。
[0030] 图12是比较例中使用的赋形模的截面简图。
【具体实施方式】
[0031] 以下，参照附图对本发明的期望的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明并不 限定于附图中记载的发明。
[0032] 图I (a)是本发明涉及的增强纤维预成型体的制造装置的简图。
[0033] 赋形模11具备相对的上模13和下模14,该上模13和下模14通过变压器17与电 源18连接。上模13和下模14由例如铝、铜、铁之类的导电 性材料构成，分别作为电极起作 用。需要说明的是，可以用导电性材料仅构成基材层合体的粘合区域接触的部位，由绝缘构 件构成基材层合体的非粘合区域接触的部位。这里所谓粘合区域，是指基材层合体中的、为 获得所期望的预成型体而必须将基材的层之间粘合的区域。此外，所谓非粘合区域，是指基 材层合体中的粘合区域以外的区域。关于电源18的电压，可通过变压器17来调整电压值， 施加在上模13和下模14之间。
[0034] 通过在赋形模11内的规定位置配置基材层合体12,在经过了加压赋形的状态下 对上模13及下模14施加电压，使得电流在基材层合体12中沿层合方向（厚度方向）流动。 对于本发明而言，具有将基材层合体12内设定为粘合区域15的电阻变得比非粘合区域16 的电阻相对小的手段是重要的。这里，对于粘合区域15及非粘合区域16的电阻而言，例如 可如下获得：事先进行预试验，从通电后得到的预成型体的各个区域切出20_见方大小的 试验物，以不改变切出的试验物的厚度的方式在试验物的表面背面安装绝缘电阻计的测定 端子，测定层合方向上的电阻，由此得到。需要说明的是，关于电阻的设定将在下文中记述。 此外，具体而言，即使不特别规定通电前的各区域的电阻，通过下文所述的【具体实施方式】， 粘合区域的电阻也变得比非粘合区域的电阻相对小。
[0035] 图1(b)是本发明涉及的增强纤维预成型体的制造装置的简图，表示通电中的状 ??τ O
[0036] 如上所述，对于基材层合体，通过使粘合区域15的电阻比非粘合区域16的电阻 小，在通电时，如通电通路19所示，电流优先流过粘合区域15。由此，在基材层合体12中的 存在于粘合区域15内的增强纤维基材中产生焦耳热，并向预先介于基材之间的粘合材料 (未图示）传递热。结果，通过下文所述方法将基材层之间粘合。即，通过使粘合区域15的 电阻比非粘合区域16的电阻小，能够将想要粘合的区域可靠地粘合。虽然粘合区域15被 设定为比非粘合区域16的电阻小，但是粘合区域15内的电阻均匀相等是优选的。通过使 粘合区域15内的电阻均匀相等，粘合区域15内在相同条件下通过等量的电流，产生等量的 焦耳热，因此，能够得到粘合区域15内以均匀的粘合力被粘合的预成型体。
[0037] 如图2所示，本发明中，上模和/或下模也可以依据赋予的形状、大小而使用被分 割为复数个的模。在赋形模21内的规定位置配置基材层合体22,在已加压赋形的状态下对 上模23及下模24施加电压，由此使得电流经由通电通路29 (其已通过调节机构20对其进 行了确定）沿层合方向（厚度方向）在基材层合体22中流动。使用被分割为复数个的模 时，流过通电通路29的电流和/或施加的电压可通过调节机构20进行调节。例如，可以向 分割成的复数个模各自以不同的电流和/或电压同时进行通电，也可以仅对复数个模中的 特定的模通电。当然，也可以以相同的电流和/或电压同时对所有分割模通电。此外，使用 被分割为复数个的模时，也可以通过仅对该分割模中的特定模进行赋形加压而仅对特定的 模通电。
[0038] 本发明中，存在于粘合区域的增强纤维必须具有导电性。作为具有导电性的增强 纤维，有碳纤维、金属纤维等，但为了使在预成型体中含浸树脂、进行固化而得的成型品的 分量轻且机械特性优异，优选主要使用碳纤维。作为存在于非粘合区域的增强纤维，并非必 须具有导电性，使用具有导电性的增强纤维时，使用存在于粘合区域的增强纤维中的体积 电阻率最高的增强纤维、或体积电阻率较之更高的增强纤维。尤其是在部分插入至非粘合 区域等的情况下，无需为导电性，例如可使用玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、氧化铝纤 维、碳化硅高强度合成纤维等实质上不具有导电性的增强纤维。增强纤维基材的形态没有 特别限定，可采用单向片材、织物、无纺布等。
[0039] 为了得到基材层合体，将在至少一面上赋予有粘合材料的复数片增强纤维基材进 行层合。也可以将在基材之间夹有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合从而得到基材 层合体。如上所述利用赋形模（其由相对的2个以上的模构成）夹持采用上述两种的方法 得到的基材层合体中的任一个或两者，然后在基材层合体的层合方向上通电，对增强纤维 基材进行加热，对粘合材料赋予热，由此使基材层合体的基材层之间粘合。
[0040] 本发明中，粘合材料可采取粉状、带状、纤维状或片状中的至少1种形态。换言之， 鉴于所期望的形状或必要的力学物性等，可以在层合体内使用复数种形态的粘合材料。在 基材层合体中，通过基材层之间的粘合材料采用热粘合法将基材彼此粘合。层合体内的粘 合材料的配置没有特别限定，可以预先使其附着在基材上，也可以在层合增强纤维基材时 插入层间。
[0041] 这里，热粘合法为下述方法：通过对粘合材料赋予热，使粘合材料发生物理和/或 化学变化从而固化，将基材层之间粘合。例如，为以热塑性树脂为主要成分的粘合材料时， 可以对粘合材料赋予热从而使其熔融，然后进行冷却使基材层之间的粘合材料固化，将基 材彼此粘合。此外，为以热固性树脂为主要成分的粘合材料时，可以对粘合材料赋予反应所 需要的热，使得存在于基材层之间的粘合材料固化（硬化），从而将基材层之间粘合。粘合 材料的赋予量优选相对于100重量份增强纤维基材而言为0. 1~10重量份的范围。粘合材 料的赋予量小于0. 1重量份时，无法保持作为预成型体的形状，不能用于成型的情况较多。 另一方面，粘合材料的赋予量大于10重量份时，粘合材料可能阻碍成型时的树脂含浸。
[0042] 本发明中，作为使粘合区域25的电阻比非粘合区域26的电阻相对小的手段之一， 可采用使利用赋形模夹持基材层合体时的粘合区域25的纤维占有率比非粘合区域26的纤 维占有率相对高的手段。通过使粘合区域25的纤维占有率高，在该区域中，附近的纤维彼 此之间密合，可流通电流的路径增加，因此能够减小粘合区域25的电阻。需要说明的是，纤 维占有率（Vf)是指由下式求出的值（单位为％ )。
[0043] Vf (% ) = (WXn)/(p XTX10)
[0044] 此处，W :每Im2的增强纤维基材的质量（g/m 2)
[0045] η :增强纤维基材的层合片数
[0046] P :增强纤维的密度（g/cm3)
[0047] T :模间距（mm)
[0048] 对于使粘合区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段而言，优 选的是，粘合区域的纤维占有率与非粘合区域的纤维占有率之差为1 %以上，并且粘合区域 的纤维占有率在25~70 %的范围内。进一步优选的是，粘合区域的纤维占有率在25~ 50 %的范围内。在上述纤维占有率之差小于1 %的情况下，由于粘合区域与非粘合区域之间 没有充分地产生电阻差，所以不能充分发挥本发明的效果。但是，即使上述纤维占有率之差 为1%以上，当粘合区域的纤维占有率大于70 %时，由例如增强纤维基材的每单位面积重 量偏差导致基材层之间产生电阻极低的接触部位，在该位置集中通电，因此不仅预测?控制 通电部位变得困难，而且其附近的上下模的一部分发生熔融?损伤。另一方面，上述纤维占 有率之差为1 %以上、且粘合区域的纤维占有率在25~70%、尤其是25~50 %的范围内 时，基材层之间的接触部位的电阻的偏差变小，与例如增强纤维基材的每单位面积重量偏 差无关地在广范围内通电，因此可预测?控制通电部位。此外，上述粘合区域的纤维占有率 小于25%时，预成型体整体的纤维密度降低，因此，预成型体的刚度降低，形状的保持变得 困难。
[0049] 本发明中，作为使粘合区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维含有率相对高的手 段，可采用使粘合区域的层合体厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段。以 下，参照附图对该手段的实施方式的一个例子进行说明。
[0050] 图3是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体的厚度比非粘合区域的基材层合 体的厚度相对小的手段的第一实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0051] 如图3所示，在本实施方式中，可以在基材层合体32的粘合区域35与赋形模表面 接触的部位的模表面设置隆起37。赋形模31的隆起的形状没有限定，但与基材层合体32 接触的表面平滑且与下模34的表面平行、粘合区域35的层合体厚度均匀是优选的。
[0052] 图4是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体的厚度比非粘合区域的基材层合 体的厚度相对小的手段的第二实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0053] 如图4所示，在本实施方式中，可以在基材层合体42的粘合区域45以外的区域即 非粘合区域46与赋形模表面接触的部位的模表面设置凹陷47。赋形模41的凹陷形状没有 限定，但在非粘合区域46内基材层合体42不与上模43或下模44接触的形状是较优选的。
[0054] 图5是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体厚度比非粘合区域的基材层合体 的厚度相对小的手段的第三实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0055] 如图5所不，在本实施方式中，在赋形模51的模表面与存在于粘合区域55的基材 层合体52接触的部位设置作为赋形模51的一部分的模活动部57,在赋形模51内的规定位 置配置基材层合体52进行夹持后，使模活动部57突出，减小粘合区域55内的基材层合体 的厚度。模活动部57的形状没有限定，但与基材层合体52接触的表面平滑且与下模54的 表面平行、该区域的层合体厚度均匀是优选的。
[0056] 图6是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体厚度比非粘合区域的基材层合体 的厚度相对小的手段的第四实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0057] 如图6所示，在本实施方式中，在赋形模61的模表面与存在于非粘合区域66的基 材层合体62接触的部位设置作为赋形模61的一部分的模活动部67,在赋形模61内的规定 位置配置基材层合体62进行夹持后，模活动部67向远离基材层合体的方向移动，使非粘合 区域66内的基材层合体62的厚度增大。与基材层合体62接触的表面平滑且与下模64平 行、粘合区域65的层合体厚度均匀是优选的。
[0058] 图7是表示本发明涉及的使粘合区域的层合体厚度比非粘合区域的基材层合体 的厚度相对小的手段的第五实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0059] 如图7所示，在本实施方式中，可以在赋形模71内的规定位置配置基材层合体72， 进而将构成基材层合体72的增强纤维以外的导电性构件77配置在基材层合体72与赋形 模71之间、或者插入基材层合体72中、或者贴附在所述赋形模71或基材层合体72上。将 导电性构件77插入基材层合体72中时，在层合增强纤维基材时预先插入导电性构件77,将 已插入了导电性构件77的基材层合体72配置在赋形模71内的规定位置。构成导电性构 件77的材料没有限定，但优选例如铜、铝及它们的合金等导电性高的材料。
[0060] 本发明中，作为使粘合区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维占有率相对高的其 他手段，可以采用使粘合区域的纤维量多于非粘合区域的纤维量的手段。
[0061] 图8是表示本发明涉及的使粘合区域的纤维量多于非粘合区域的纤维量的手段 的一种实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0062] 如图8所示，在本实施方式中，可以例如在基材层合体82的最外层配置其他基材， 也可以向基材层合体82内部插入其他基材或纤维束。其他基材的形态没有限定，例如可以 为织物，也可以为无纺布。对于粘合材料的有无没有限定，不使如图8所示配置于基材层合 体的最外层时所制造的预成型体的表面附着不需要的纤维即可，此外，从可在每次对同一 基材通电时循环使用的方面考虑，也优选不使用粘合材料。
[0063] 由于基材层合体的形状的倾斜度大而难于配置纤维时，可在纤维的配置部位使用 容易剥掉的弱粘合材料。当然，增加粘合区域85的纤维的方法并不受限定。本发明中，在 粘合区域内配置或插入的增强纤维必须具有导电性，因此优选碳纤维。
[0064] 图9是表示本发明涉及的使粘合区域的纤维量多于非粘合区域的纤维量的手段 的另一实施方式的、配置有基材层合体的赋形模的截面简图。
[0065] 如图9所示，在本实施方式中，例如将基材层合体92中的、存在于非粘合区域96 内的基材的一部分用剪刀等切取、除去，使得非粘合区域的纤维量较之粘合区域的纤维量 有所减少。由此，粘合区域的纤维量变得多于非粘合区域的纤维量。当然，减少非粘合区域 96的纤维的方法并不限定于该方法。
[0066] 实施例
[0067] 以下，使用实施例更具体地说明本发明。需要说明的是，本实施例中，如下进行操 作从而求出增强纤维预成型体的各部位的层合方向上的电阻。即，在增强纤维预成型体中， 从作为测定对象的部位切出20mm见方大小的试验物，以不改变切出的试验物的厚度的方 式在试验物的表面背面安装绝缘电阻计（鹤贺电机公司制：M0DEL3565)的测定端子，测定 层合方向上的电阻。
[0068] (实施例1)
[0069] (1)赋形模
[0070] 准备具有图10所示的截面形状的、铝制的赋形模101。使用赋形模101制作预成 型体时，在本实施例中，将平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106作为粘合区 域。上模103中，在与立面部的需粘合部位106接触的部位设置了 φ30 mm、高0. 8mm的 圆柱状隆起107。
[0071] (2)增强纤维基材
[0072] 使用东丽（株）制碳纤维织物BT70-30 (织物组织：平纹组织，织物每单位面积重 量：300g/m2,增强纤维：T700S-12K)作为增强纤维基材。需要说明的是，预先在该基材的整 个面上均匀地散布软化点为71°C的粉状粘合材料并使其附着于该基材。
[0073] 将该基材裁切成150mm见方后，层合4片，得到基材层合体102。然后，配置在赋形 模101的下模104上。
[0074] (3)预成型体的制作
[0075] 利用赋形模101夹持基材层合体102并进行加压。此时，在平面部的需粘合部位 105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之间的距离为I. 0mm，在其他部位，上 模103与下模104之间的距离为I. 8mm，平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位 106的纤维占有率为66. 7 %，其他部位的纤维占有率为37. 0 %，纤维占有率之差为29. 7 %。 [0076] 然后，在基材层合体102的层合方向上通上400A的直流电流3秒，得到预成型体。 结果，平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的层间粘合状态良好。此外，在 其他部位，层间没有被粘合。即，得到了需粘合部位已被粘合的、良好的增强纤维预成型体。
[0077] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为30 Ω，其他部位的电阻为1000 Ω。
[0078] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，有8组得到了良好的增强纤维预成型体，有2组的平面部的需粘合部位105及立 面部的需粘合部位106的一部分粘合较弱，在搬运时基材部分地剥离。
[0079] (实施例2)
[0080] (1)赋形模
[0081] 准备具有图11所示的截面形状的、铝制的赋形模111。使用赋形模111制作预成 型体时，在本实施例中，将平面部的需粘合部位115及立面部的需粘合部位116作为粘合区 域。在本实施例中，制成无实施例1中所述的隆起的赋形模。
[0082] (2)增强纤维基材
[0083] 使用与实施例1相同的基材作为增强纤维基材。
[0084] 将基材裁切成150mm见方后，层合4片，得到基材层合体112。然后，配置在赋形模 111的下模114上。
[0085] (3)预成型体的制作
[0086] 在本实施例中，首先将复数张 Π?Π?、厚〇. 5mm的铝板117配置在基材层合体 112 上。
[0087] 接下来，利用赋形模111夹持基材层合体112并进行加压。此时，在平面部的需粘 合部位115及立面部的需粘合部位116,上模113与下模114之间的距离为I. 2mm，在其他 部位，上模113与下模114之间的距离为I. 7mm，平面部的需粘合部位115及立面部的需粘 合部位116的纤维占有率为55. 6%，其他部位的纤维占有率为39. 2%，纤维占有率之差为 16. 4%〇
[0088] 然后，在基材层合体112的层合方向上通上400A的直流电流3秒，得到预成型体。 结果，平面部的需粘合部位115及立面部的需粘合部位116的层间粘合状态良好。此外，在 其他部位，层间没有被粘合。即，得到了需粘合部位已被粘合的、良好的增强纤维预成型体。
[0089] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位115、立面部的需粘合 部 位116及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位115、立面部的需粘 合部位116的电阻均为40 Ω，其他部位的电阻为900 Ω。
[0090] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，有8组得到了良好的增强纤维预成型体，有2组的平面部的需粘合部位115及立 面部的需粘合部位116的一部分粘合较弱，在搬运时基材部分地剥离。
[0091] (实施例3)
[0092] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为I. 9mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为2. 4mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为35. 1%，其他部位的纤维占有率为 27.8%，纤维占有率之差为7.3%，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到预 成型体。结果，平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的层间粘合状态良好。 此外，在其他部位，层间没有被粘合。即，得到了需粘合部位已被粘合的、极其良好的增强纤 维预成型体。
[0093] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为55 Ω，其他部位的电阻为1100 Ω。
[0094] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，10组均得到了极其良好的增强纤维预成型体。
[0095](实施例4)
[0096] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为2. 1mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为2. 6mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为31. 7%，其他部位的纤维占有率为 25. 6%，纤维占有率之差为6. 1 %，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到预 成型体。结果，平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的层间粘合状态良好。 此外，在其他部位，层间没有被粘合。即，得到了需粘合部位已被粘合的、极其良好的增强纤 维预成型体。
[0097] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为75 Ω，其他部位的电阻为1100 Ω。
[0098] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，10组均得到了极其良好的增强纤维预成型体。
[0099] (实施例5)
[0100] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为〇. 9mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为I. 4mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为74. 1%，其他部位的纤维占有率为 47.6%，纤维占有率之差为26.5%，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到 预成型体。结果，在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的一部分中发生 集中的通电，得到了在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106的层间存在一 部分剥离的部位的增强纤维预成型体。
[0101] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为30 Ω，其他部位的电阻为900 Ω。
[0102] 进一步进行确认时，在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,在上 模103及下模104的一部分中确认到了损伤。即，虽然得到了需粘合部位已被粘合的增强 纤维预成型体，但由于在上模103及下模104的一部分中产生损伤，因此无法连续进行增强 纤维预成型体的成型。
[0103] (实施例6)
[0104] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为2. 6mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为2. 7mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为25. 6%，其他部位的纤维占有率为 24. 7%，纤维占有率之差为0. 9%，在基材层合体102的层合方向上通上400A的直流电流 10秒，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到预成型体。结果，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106与其他部位之间未充分产生电阻差，在平面部的需 粘合部位105及立面部的需粘合部位106与其他部位中，层间部分地粘合。即，虽然得到了 需粘合部位及其他部位已粘合的增强纤维预成型体，但周期时间变长，能量消耗增大。
[0105] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为100 Ω，其他部位的电阻为120 Ω。
[0106] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，有8组得到了增强纤维预成型体，有2组的平面部的需粘合部位105及立面部的 需粘合部位106的一部分粘合较弱，在搬运时基材部分地剥尚。
[0107] (实施例7)
[0108] 在平面部的需粘合部位105及立面部的需粘合部位106,上模103与下模104之 间的距离为2. 7mm，在其他部位，上模103与下模104之间的距离为3. 0mm，平面部的需粘 合部位105及立面部的需粘合部位106的纤维占有率为24. 7%，其他部位的纤维占有率为 22. 2 %，纤维占有率之差为2. 5 %，并且在基材层合体102的层合方向上通上400A的直流电 流10秒，除此以外，采用与实施例1同样的方法进行通电，得到预成型体。结果，平面部的 需粘合部位115及立面部的需粘合部位116的层间粘合状态良好，此外，在其他部位，层间 没有被粘合。即，虽然得到了需粘合部位已粘合的增强纤维预成型体，但周期时间变长，能 量消耗增大。
[0109] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位105、立面部的需粘合部 位106及其他部位，测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位105、立面部的需粘 合部位106的电阻均为120 Ω，其他部位的电阻为1200 Ω。
[0110] 此外，进而追加使用相同的赋形模，采用同样的方法对10组基材层合体进行通 电，结果，有8组得到了增强纤维预成型体，有2组的平面部的需粘合部位105及立面部的 需粘合部位106的一部分粘合较弱，在搬运时基材部分地剥尚。
[0111] (比较例1)
[0112] (1)赋形模
[0113] 准备具有图12所示的截面形状的、铝制的赋形模121。使用赋形模121制作预成 型体时，在本比较例中，将平面部的需粘合部位125作为粘合区域。在本比较例中，制成无 实施例1中所述的隆起的赋形模。
[0114] (2)增强纤维基材
[0115] 使用与实施例1相同的基材作为增强纤维基材。
[0116] 将基材裁切成150mm见方后，层合4片，得到基材层合体122。然后，配置在赋形模 121的下模124上。
[0117] ⑶预成型体的制作
[0118] 利用赋形模121夹持基材层合体122并进行加压。此时，使赋形模121的上模 123与下模124之间的距离全部为1.8mm、上模123与下模124之间的纤维占有率全部为 37. 0%，对包括平面部的需粘合部位125在内的所有部位进行粘合。
[0119] 在基材层合体122的层合方向上通上400A的直流电流3秒，结果，在平面部的需 粘合部位125中，层间没有被粘合，未得到增强纤维预成型体。进一步进行调查时，确认到 了在立面部的一部分中存在实际粘合部位126。因此对实际粘合部位126进行了详细调查， 结果可知，在实际粘合部位126,赋形模121的上模123与下模124之间的距离为I. 6mm，上 模123与下模124之间的纤维占有率为41. 7%，为纤维占有率最高的部位。此时， 平面部的 需粘合部位125与实际粘合部位126的纤维占有率之差为4. 7%。
[0120] 使用得到的增强纤维预成型体，针对平面部的需粘合部位125及实际粘合部位 126,测定层合方向上的电阻，结果，平面部的需粘合部位125的电阻为1000 Ω，实际粘合部 位126的电阻为50 Ω。
[0121] 此外，进而追加采用同样的方法对10组层合体进行通电，结果10组中平面部的需 粘合部位中均有至少一部分没有被粘合，未得到增强纤维预成型体。
[0122] 将实施例和比较例中的主要条件及评价结果汇总在表1中。
[0123]
[0124] 需要说明的是，在表1的评价栏中，评价符号的含义如下所述。
[0125] S :赋形模无损伤且能量消耗也少，可取得极其良好的预成型体。
[0126] A :赋形模无损伤且能量消耗也少，可取得良好的预成型体。
[0127] B :可取得预成型体，但赋形模一部分发生损伤，或者通电时间变长，能量消耗大。
[0128] C :不能取得预成型体。
[0129] 附图标记说明
[0130] 11、21、31、41、51、61、71、81、91、101、111、121 赋形模
[0131] 12、22、32、42、52、62、72、82、92、102、112、122 基材层合体
[0132] 13、23、33、43、53、63、73、83、93、103、113、123 上模
[0133] 14、24、34、44、54、64、74、84、94、104、114、124 下模
[0134] 15、25、35、45、55、65、75、85、95 粘合区域
[0135] 16、26、36、46、56、66、76、86、96 非粘合区域
[0136] 17、27 变压器
[0137] 18、28 电源
[0138] 19、29通电通路
[0139] 20调节机构
[0140] 37 隆起
[0141] 47 凹陷
[0142] 57、67模活动部
[0143] 77导电性构件
[0144] 105、115、125平面部的需粘合部位
[0145] 106、116立面部的需粘合部位
[0146] 126实际粘合部位
[0147] 107 隆起
[0148] 117 铝板
【主权项】
1. 一种增强纤维预成型体的制造方法，所述制造方法为：利用赋形模夹持将在至少一 面上赋予有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体、或将在增强纤 维基材之间夹有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体中的任一 方或两者，然后在基材层合体的层合方向上通电，对增强纤维基材进行加热，对粘合材料赋 予热，由此使基材层合体的基材层之间粘合，所述赋形模由相对的2个以上的模构成，所述 制造方法具有使基材层合体的粘合区域的电阻比非粘合区域的电阻相对小的手段。2. 如权利要求1所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的电阻比非 粘合区域的电阻相对小的手段为：使利用赋形模夹持基材层合体时的粘合区域的纤维占有 率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段。3. 如权利要求2所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的纤维占有 率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段为：使粘合区域的基材层合体的厚度比非粘合 区域的基材层合体的厚度相对小的手段。4. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：使存在于粘合区域的基材层 合体与赋形模表面接触的部位的模表面隆起。5. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：使存在于非粘合区域的基材 层合体与赋形模表面接触的部位的模表面凹陷。6. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：利用赋形模夹持基材层合体 后，使赋形模中的存在于粘合区域的基材层合体与赋形模表面接触的部位的模活动部向减 小粘合区域的基材层合体的厚度的方向突出。7. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：利用赋形模夹持基材层合体 后，使赋形模中的存在于非粘合区域的基材层合体与赋形模表面接触的部位的模活动部向 增大非粘合区域的基材层合体的厚度的方向移动。8. 如权利要求3所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的基材层合 体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的手段为：向粘合区域插入或贴附增强 纤维以外的导电性构件。9. 如权利要求2所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，使粘合区域的纤维占有 率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段为：使粘合区域的纤维量多于非粘合区域的纤 维量。10. 如权利要求2~9中任一项所述的增强纤维预成型体的制造方法，其中，在使粘合 区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维占有率相对高的手段中，使粘合区域的纤维占有率 与非粘合区域的纤维占有率之差为1 %以上，并且使粘合区域的纤维占有率为25~70%。11. 一种增强纤维预成型体的制造装置，所述预成型体的制造装置设置为，对于由相对 的2个以上的模构成的赋形模，在各个模上连接电源，使得能够对设置于赋形模之间的增 强纤维基材层合体施加电压，所述制造装置中，具有使基材层合体的粘合区域的电阻比非 粘合区域的电阻相对小的机构。12. 如权利要求11所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的电阻比 非粘合区域的电阻相对小的机构为：使夹持基材层合体时的粘合区域的纤维占有率比非粘 合区域的纤维占有率相对高的机构。13. 如权利要求12所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使夹持基材层合体时 的粘合区域的纤维占有率比非粘合区域的纤维占有率相对高的机构为：使粘合区域的基材 层合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构。14. 如权利要求13所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的基材层 合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构为：与存在于粘合区域的基材 层合体接触的部位的赋形模表面预先隆起。15. 如权利要求13所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的基材层 合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构为：使与存在于非粘合区域的 基材层合体接触的部位的赋形模表面预先凹陷的机构。16. 如权利要求13所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的基材层 合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构为：利用赋形模夹持基材层合 体后，使赋形模中的存在于粘合区域的基材层合体与赋形模表面接触的部位的模活动部向 减小粘合区域的基材层合体的厚度的方向突出的机构。17. 如权利要求13所述的增强纤维预成型体的制造装置，其中，使粘合区域的基材层 合体的厚度比非粘合区域的基材层合体的厚度相对小的机构为：利用赋形模夹持基材层合 体后，使存在于非粘合区域的基材层合体与赋形模表面接触的部位向增大非粘合区域的基 材层合体的厚度的方向移动的机构。
【专利摘要】增强纤维预成型体的制造方法，利用赋形模夹持将在至少一面赋予有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体、或将在增强纤维基材之间夹有粘合材料的复数片增强纤维基材进行层合而得到的基材层合体中的任一个或两者，然后在该基材层合体的层合方向上通电，对该增强纤维基材进行加热，对该粘合材料赋予热，由此使所述基材层合体的基材层之间粘合，所述赋形模由相对的2个以上的模构成，在所述增强纤维预成型体的制造方法中，通过使通电加热前的该基材层合体的粘合区域的电阻比非粘合区域的电阻相对小，能够以较短的赋形周期时间以较小的能量消耗制造作为FRP的成型前体的、规定形状的预成型体，能够提高生产率。
【IPC分类】B29B11/16
【公开号】CN104903061
【申请号】CN201480004284
【发明人】佐藤将之, 山崎真明, 长崎绚太郎
【申请人】东丽株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年2月19日
【公告号】US20150352821, WO2014129481A1
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