專利名稱：樹脂基復(fù)合材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有導(dǎo)電性的樹脂基復(fù)合材料的制造方法。
背景技術(shù)：
由于纖維強化樹脂等樹脂基復(fù)合材料為輕質(zhì)且強度高，所以被廣泛用作飛機、汽車、船舶等的結(jié)構(gòu)部件中。由于這樣的樹脂基復(fù)合材料含有導(dǎo)電性低的樹脂作為基質(zhì)，所以例如在用作飛機主翼結(jié)構(gòu)體時，為了使其具有耐雷性而需要在表面賦予導(dǎo)電性。作為對復(fù)合材料的表面賦予導(dǎo)電性的方法，通常使用在使復(fù)合材料成形的同時將銅箔加熱粘接，由此在復(fù)合材料表面使銅箔層疊的方法(例如，參照專利文獻1)。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平11-138669號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明想要解決的問題然而，在樹脂基復(fù)合材料的表面對銅箔同時進行加熱粘接成形的上述方法中，由于使熱膨脹系數(shù)大大不同的樹脂與銅箔進行貼合，所以有產(chǎn)生皺紋(褶皺)的問題。另外， 薄的銅箔有操作性差，容易折斷，容易附著污染物、銅箔的切斷作業(yè)中發(fā)生飛邊等缺點，需要操作時細(xì)心注意，因此在樹脂基復(fù)合材料上貼合銅箔的作業(yè)在技術(shù)上是困難的。另外，皺紋(褶皺)、污染物的附著會導(dǎo)致強度特性受到不良影響之類的問題。另外，在耐雷層使用了銅箔的樹脂基復(fù)合材料還有由于切斷或穿孔容易產(chǎn)生飛邊，加工性變差的問題。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，提供一種以良好的作業(yè)性制造具有與樹脂基復(fù)合材料的密合性優(yōu)異的耐雷層的復(fù)合材料的方法。用于解決問題的方法為了解決上述問題，本發(fā)明提供了樹脂基復(fù)合材料的制造方法，其包括如下的工序在以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第1樹脂板上，使由含有金屬粉的樹脂構(gòu)成的導(dǎo)電層、以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第2樹脂板依次層疊，形成層疊體的工序；對該層疊體進行燒成，使所述第1樹脂板、所述導(dǎo)電層和所述第2樹脂板粘接而形成樹脂基復(fù)合材料的工序。另外，本發(fā)明提供了樹脂基復(fù)合材料的制造方法，在以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第1樹脂板的一個面上，層疊由含有金屬粉的樹脂構(gòu)成的導(dǎo)電層，并在與形成有該導(dǎo)電層的面的相反側(cè)的面上，使以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第2 樹脂板依次層疊，形成層疊體的工序；對該層疊體進行燒成，使所述第1樹脂板、所述導(dǎo)電層和所述第2樹脂板粘接而形成樹脂基復(fù)合材料的工序。由于上述導(dǎo)電層以樹脂作為主要成分，所以導(dǎo)電層與纖維強化樹脂板的熱膨脹系數(shù)之差小。其結(jié)果，粘接后的殘留應(yīng)力減小，所以可以得到具有與纖維強化樹脂板的密合性良好的耐雷層的樹脂基復(fù)合材料。另外，由于操作性提高，所以可以在纖維強化樹脂板表面的較大的面積上形成導(dǎo)電層。上述發(fā)明中，所述金屬粉只要是銅粉或者銀粉，就可以制成賦予良好的導(dǎo)電性的導(dǎo)電層，所以優(yōu)選。發(fā)明的效果根據(jù)上述發(fā)明，通過使用由含有金屬粉的樹脂構(gòu)成的導(dǎo)電層，可以得到形成有與纖維強化樹脂板的密合性優(yōu)異的耐雷層的樹脂基復(fù)合材料。另外，由于操作性提高，所以可以在纖維強化樹脂板表面較大的面積上形成導(dǎo)電層。


圖1為利用第1實施方式制造方法制造的樹脂基復(fù)合材料的剖面概略圖。圖2為利用第3實施方式的制造方法制造的樹脂基復(fù)合材料的剖面概略圖。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的實施方式進行說明。(第1實施方式)圖1為利用第1實施方式的制造方法制造的樹脂基復(fù)合材料的剖面概略圖。樹脂基復(fù)合材料10是依次層疊第1樹脂板11、作為耐雷層的導(dǎo)電層12、第2樹脂板13而構(gòu)成的。這樣一來，通過制成用第1樹脂板和第2樹脂板夾持導(dǎo)電層的構(gòu)成的樹脂基復(fù)合材料， 可以使最外層表面平滑。將圖1的構(gòu)成的樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用于飛機主翼結(jié)構(gòu)體時，與主翼結(jié)構(gòu)體最外層表面設(shè)置耐雷層的構(gòu)成相比，在空氣動力上是有利的。第1樹脂板11為由用環(huán)氧樹脂固定玻璃纖維而成的玻璃纖維強化樹脂(GFRP)構(gòu)成的板。第2樹脂板13為由用環(huán)氧樹脂固定碳纖維而成的碳纖維強化樹脂(CFRP)構(gòu)成的板。本實施方式中，導(dǎo)電層12為由含有金屬粉的樹脂構(gòu)成的導(dǎo)電片。構(gòu)成導(dǎo)電片的樹脂為例如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂等。作為金屬粉使用銅粉或者銀粉時，可以得到良好的導(dǎo)電性。導(dǎo)電片通過如下的操作來得到在成形用板上通過例如噴淋或敷料以規(guī)定的膜厚涂布含有金屬粉的樹脂，使其在大氣中加熱干燥，由此除去樹脂中的溶劑，同時使樹脂固化后，從成形用板上進行剝離。成形用板為在例如樹脂涂布面涂布有四氟乙烯的板時，則可以使干燥后的導(dǎo)電片容易剝離。干燥溫度為所使用的樹脂固化的溫度。例如，在酚醛樹脂的情況下，在130°C 180°C的溫度范圍使其干燥。在環(huán)氧樹脂的情況下，在60°C 150°C的溫度范圍使其干燥。樹脂基復(fù)合材料10通過以下的工序制造。首先，在作為第1樹脂板11的GFRP預(yù)浸料上配置作為導(dǎo)電層12的導(dǎo)電片。在 GFRP預(yù)浸料上配置多片導(dǎo)電片時，例如以5mm左右的寬度對鄰接的導(dǎo)電片的端部進行重疊。需要說明的是，就利用在成形用板上涂布含有金屬粉的樹脂并使其干燥的上述的方法制作而成的導(dǎo)電片而言，由于樹脂內(nèi)的金屬粉沉淀于成形用板側(cè)，或者涂布后的樹脂的外CN 102395465 A
說明書
3/6頁 表面在干燥時被氧化，所以外表面的電阻值比成形用板側(cè)的電阻值大。這樣，在以成形用板側(cè)的表面之間接觸的方式將鄰接的導(dǎo)電片的端部重疊配置時，可以防止在接觸面的電阻值的上升。然后，在導(dǎo)電片上配置作為第2樹脂板13的CFRP預(yù)浸料。將使GFRP預(yù)浸料、導(dǎo)電片、及CFRP預(yù)浸料層疊而成的層疊體放入真空袋中。邊對真空袋內(nèi)部進行排氣邊使層疊體加熱到175°C 185°C的溫度范圍，使預(yù)浸料與導(dǎo)電片粘接，制作樹脂基復(fù)合材料10。如本實施方式所示，通過使用導(dǎo)電片(預(yù)先成形為片狀的含有金屬粉的樹脂)，從而可以防止由溶劑導(dǎo)致的樹脂板的浸蝕或加熱粘接時產(chǎn)生水成分。以樹脂為主要成分的導(dǎo)電片與以往的銅箔比較，撓性優(yōu)異，難以發(fā)生破裂等，操作性優(yōu)異。因此，可以使貼合時的作業(yè)性大幅提高，可以在樹脂板上以大面積貼合導(dǎo)電片，所以是有利的。另外，本實施方式的樹脂基復(fù)合材料由于以含有金屬粉的樹脂作為主要成分的導(dǎo)電片為耐雷層，所以耐雷層與第1及第2樹脂板的熱膨脹系數(shù)之差小。該結(jié)果是耐雷層與第1及2樹脂板的密合性良好。使用多片的導(dǎo)電片，并使鄰接的導(dǎo)電片的端部疊加時，在疊加部分的導(dǎo)電片之間的密合性良好。因此，可以防止疊加部分的電阻的上升。另外，即使對本實施方式的樹脂基復(fù)合材料實施了切斷加工或穿孔加工時，也不發(fā)生像作為耐雷層使用了銅箔的以往樹脂基復(fù)合材料那樣的加工面的耐雷層的飛邊。(第2實施方式)第2實施方式中，通過在第1樹脂板上涂布含有金屬粉的樹脂來形成導(dǎo)電層。需要說明的是，樹脂及金屬粉為與第1實施方式相同的材料。第2實施方式中，樹脂基復(fù)合材料10通過以下的工序來制造。在作為第1樹脂板11的GFRP預(yù)浸料上，涂布含有金屬粉的樹脂。涂布方法可以是噴淋涂布，也可以是使用涂布機對樹脂糊劑進行涂布。涂布后，通過在大氣中的加熱干燥除去樹脂中的溶劑，同時使樹脂固化，形成導(dǎo)電層12。干燥溫度為所使用的樹脂固化的溫度。然后，在導(dǎo)電層12上配置作為第2樹脂板13的CFRP預(yù)浸料。將使GFRP預(yù)浸料、 導(dǎo)電層、及CFRP預(yù)浸料層疊而成的層疊體放入真空袋中。邊對真空袋內(nèi)部排氣邊使層疊體加熱到175°C 185°C的溫度范圍內(nèi)，并使預(yù)浸料與導(dǎo)電層粘接，制作樹脂基復(fù)合材料10。在FRP預(yù)浸料上直接涂布含有金屬粉的樹脂時，如果樹脂中所含的溶劑量多，有時構(gòu)成FRP預(yù)浸料的環(huán)氧樹脂會被溶劑浸蝕。樹脂中所含的溶劑量少時，F(xiàn)RP預(yù)浸料上直接涂布含有金屬粉的樹脂，也可以防止由溶劑導(dǎo)致的預(yù)浸料的浸蝕。涂布含有金屬粉的樹脂后，如果在未使其干燥的情況下層疊其它的FRP預(yù)浸料并進行燒成，例如在酚醛樹脂中，有時會從作為含有金屬粉的樹脂的主要成分的樹脂中產(chǎn)生水。因此，除了導(dǎo)致由含有金屬粉的樹脂構(gòu)成的層與樹脂板的密合不良之外，外觀也受到損失，故不優(yōu)選。因此，優(yōu)選在涂布了含有金屬粉的樹脂后使其干燥之后，層疊第2樹脂板。(第3實施方式)圖2為利用第3實施方式的制造方法制造的樹脂基復(fù)合材料的剖面概略圖。樹脂基復(fù)合材料20中，在第1樹脂板21的一個表面上形成有作為耐雷層的導(dǎo)電層22，在另一個表面上形成有第2樹脂板23。
與第1實施方式同樣，第1樹脂板21、第2樹脂板22、及導(dǎo)電層23分別為由玻璃纖維強化樹脂(GFRP)構(gòu)成的板，由碳纖維強化樹脂(CFRP)構(gòu)成的板、及導(dǎo)電片。本實施方式的樹脂基復(fù)合材料20通過以下的工序來制造。在作為導(dǎo)電層22的導(dǎo)電片上，配置作為第1樹脂板21的GFRP預(yù)浸料。使用多片導(dǎo)電片時，例如以5mm左右的寬度對鄰接的導(dǎo)電片的端部進行重疊，接著，在GFRP預(yù)浸料上配置作為第2樹脂板23的CFRP預(yù)浸料，制成層疊體。需要說明的是，層疊體可以是在CFRP 預(yù)浸料上使GFRP預(yù)浸料及導(dǎo)電片依次層疊而形成。將上述層疊體放入真空袋中。邊對真空袋內(nèi)部進行排氣邊將層疊體加熱到 175°C 185°C的溫度范圍內(nèi)，使預(yù)浸料與導(dǎo)電片粘接，制作樹脂基復(fù)合材料20。(第4實施方式)第4實施方式中，通過在第1樹脂板上涂布含有金屬粉的樹脂，由此形成導(dǎo)電層， 制造圖2所示構(gòu)成的樹脂基復(fù)合材料。第4實施方式中，樹脂基復(fù)合材料20通過以下的工序來制造。通過噴淋或涂布，在作為第1樹脂板21的GFRP預(yù)浸料上，涂布含有金屬粉的樹脂。涂布后，在大氣中使其加熱干燥，由此除去樹脂中的溶劑，同時使樹脂固化，形成導(dǎo)電層 22。然后，在第1樹脂板21的與形成有導(dǎo)電層22的面相反的側(cè)的面上配置作為第2 樹脂板23的CFRP預(yù)浸料。將使導(dǎo)電層、GFRP預(yù)浸料、及CFRP預(yù)浸料層疊而成的層疊體放入真空袋中。邊對真空袋內(nèi)部進行排氣邊將層疊體加熱到175°C 185°C的溫度范圍內(nèi)，由此使預(yù)浸料與導(dǎo)電層粘接，制作樹脂基復(fù)合材料20。第1 第4實施方式中，雖然是第1樹脂板為GFRP、第2樹脂板為CFRP的樹脂基復(fù)合材料，但本發(fā)明并不限于此。例如，第1樹脂板為CFRP、第2樹脂板為GFRP的樹脂基復(fù)合材料也可以適用于本發(fā)明。實施例(導(dǎo)電片的制作)在表面涂布有四氟乙烯的鋁制成形用板上噴涂銅涂料(酚醛樹脂)進行涂布。將涂布有銅涂料的鋁板在150°C的條件下加熱30分鐘。放置冷卻后，由鋁板剝離銅涂料的膜， 得到了含有銅的導(dǎo)電片。含有銅的導(dǎo)電片的膜厚為70 μ m 85 μ m的范圍內(nèi)。在表面涂布有四氟乙烯的鋁制成型用板上使用敷料機對銀糊劑(聚氨酯樹脂)進行涂布。將涂布有銀糊劑的鋁板在80°C的條件下加熱20分鐘。放置冷卻后，由鋁板剝離銀糊劑的膜，得到了含有銀的導(dǎo)電片。含有銀的導(dǎo)電片的膜厚為IOOym 150μπι的范圍內(nèi)。(樹脂基復(fù)合材料的制作)表1示出耐雷層的種類、耐雷層的配置位置、及耐雷層的配置方法。在實施例1 實施例4、及比較例1和比較例2中，在GFRP預(yù)浸料(Toray制、極薄型)上按照作為耐雷層的用上述方法制作的導(dǎo)電片或者銅箔(電解銅箔)、CFRP預(yù)浸料 (Toray制、高強度彈性單向材料)的順序進行配置，制成層疊體。實施例2及4、比較例2 以5mm的寬度將2片導(dǎo)電片的成型用板側(cè)面之間進行疊加。實施例5及實施例6中，在導(dǎo)電片的與成型用板側(cè)相反側(cè)的面上，以GFRP預(yù)浸料、 CFRP預(yù)浸料的順序進行配置，制成層疊體。
表1
權(quán)利要求
1.一種樹脂基復(fù)合材料的制造方法，其包括如下的工序在以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第1樹脂板上，使由含有金屬粉的樹脂構(gòu)成的導(dǎo)電層、以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第2樹脂板依次層疊，形成層疊體的工序，對該層疊體進行燒成，使所述第1樹脂板、所述導(dǎo)電層和所述第2樹脂板粘接而形成樹脂基復(fù)合材料的工序。
2.一種樹脂基復(fù)合材料的制造方法，其包括如下的工序在以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第1樹脂板的一個面上，層疊由含有金屬粉的樹脂構(gòu)成的導(dǎo)電層，并在與形成有該導(dǎo)電層的面相反側(cè)的面上，依次層疊以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第2樹脂板，形成層疊體的工序，對該層疊體進行燒成，使所述第1樹脂板、所述導(dǎo)電層和所述第2樹脂板粘接而形成樹脂基復(fù)合材料的工序。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的樹脂基復(fù)合材料的制造方法，所述金屬粉為銅粉或者銀粉。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以良好的作業(yè)性制造具有與樹脂基復(fù)合材料的密合性優(yōu)異且疲勞特性良好的耐雷層的復(fù)合材料的方法。該樹脂基復(fù)合材料的制造方法包括如下工序在以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第1樹脂板(11)上，使由含有金屬粉的樹脂構(gòu)成的導(dǎo)電層(12)、以被纖維強化的樹脂作為主要的要素構(gòu)成的第2樹脂板(13)依次層疊形成層疊體的工序；對該層疊體進行燒成，使所述第1樹脂板(11)、所述導(dǎo)電層(12)和所述第2樹脂板(13)粘接，形成樹脂基復(fù)合材料(10)的工序。
文檔編號B32B5/28GK102395465SQ201080008549
公開日2012年3月28日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者小栗和幸, 岸田朋子 申請人:三菱重工業(yè)株式會社