复合材料和复合材料的制造方法与流程

本发明涉及复合材料和复合材料的制造方法。更详细而言，涉及包含碳纤维片和碳纳米管的复合材料及其制造方法。

背景技术：

1、将多根碳纤维捆扎而形成的碳纤维片轻量且强度高，被应用于各种领域。另外，如专利文献1所示，为了进一步提高碳纤维片的强度，已知有将利用碳纤维强化了的碳纤维强化层和包含碳纳米管(cnt)的强化层层叠而成形的碳纳米管强化纤维结构体(以下称为复合材料)。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2005-238708号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、专利文献1中记载了如下方法：在将使树脂浸渗至碳纤维并半固化而成的纤维预浸片和使碳纳米管与树脂混合而成的半固化树脂片交替层叠多片而形成层叠体之后，将纤维预浸片与半固化树脂片压接，由此制造复合材料。然而，在该方法中，在包含碳纤维的碳纤维增强层与包含cnt的增强层之间存在界面。因此，例如受到来自层叠方向的强冲击的情况等下，有时产生界面剥离，碳纤维强化层与强化层容易分离。因此，希望提高复合材料整体的一体性，提高强度(例如压缩强度)。

3、本发明是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供强度优良的复合材料及其制造方法。

4、用于解决问题的方法

5、本发明的复合材料的制造方法是包含碳纤维片、树脂和碳纳米管的复合材料的制造方法，其包括：层叠体形成工序，其中，依次层叠第一树脂片、第一碳纳米管片、上述碳纤维片、第二碳纳米管片和第二树脂片而形成层叠体；以及浸渗工序，其中，沿层叠方向按压上述层叠体并且对上述层叠体进行加热，使上述第一树脂片中所包含的树脂和上述第二树脂片中所包含的树脂流动，分别浸渗至上述碳纤维片。

6、根据本发明的制造方法，通过沿层叠方向按压层叠体并且对其进行加热，就碳纤维片的一面而言，第一树脂片中所包含的树脂例如软化、沿层叠方向流动，穿过第一碳纳米管片的一部分。然后，该树脂在卷入碳纳米管的同时沿层叠方向进一步流动，浸渗至碳纤维片。同样地，就碳纤维片的另一面而言，第二树脂片所包含的树脂例如软化、沿层叠方向流动，穿过第二碳纳米管片的一部分。然后，在卷入碳纳米管的同时沿层叠方向进一步流动，浸渗至碳纤维片。由此，在碳纳米管与碳纤维片充分相互缠绕的状态下，利用树脂固定于碳纤维片。即，碳纤维片与碳纳米管不仅通过树脂的化学结合力、还通过相互缠绕而牢固地固定。因此，例如与专利文献1的制造方法相比，碳纳米管相对难以从碳纤维剥离，能够提高复合材料的强度。

7、本发明的复合材料是具备具有一面和另一面的碳纤维片、树脂以及碳纳米管的复合材料，其中，在上述碳纤维片的上述一面和上述另一面上，分别相互缠绕且利用上述树脂固定有上述碳纳米管，在与上述碳纤维片正交的方向的截面视图中，在至少一部分区域具有由依次层叠有上述树脂的层、包含上述碳纳米管的层、包含上述碳纤维片的层、包含上述碳纳米管的层和上述树脂的层构成的层叠结构。

8、在本发明的复合材料中，在碳纤维片的一面和另一面上相互缠绕有碳纳米管，并且该碳纳米管通过树脂固定于碳纤维片。即，碳纤维片与碳纳米管不仅通过树脂的化学结合力、还通过相互缠绕而固定。因此，与碳纤维片与碳纳米管仅通过树脂的化学结合力结合的情况相比，能够相对地提高复合材料的强度。而且，本发明的复合材料的至少一部分被树脂的层覆盖。因此，与碳纳米管或碳纤维在外表面露出的情况相比，能够相对地提高强度，例如在受到来自层叠方向的强冲击的情况等下，也不易产生界面剥离。

9、发明效果

10、根据本发明，能够提供强度优良的复合材料及其制造方法。

技术特征：

1.一种复合材料的制造方法，其是包含碳纤维片、树脂和碳纳米管的复合材料的制造方法，其包括：

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述层叠体形成工序包括：

3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，在所述浸渗工序中，进一步对所述层叠体施加超声波振动。

4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，在所述浸渗工序中，以从所述层叠方向的一侧和另一侧夹住的方式按压所述层叠体，并且对所述第一树脂片和所述第二树脂片进行加热。

5.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，

6.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述树脂为热塑性树脂。

7.一种复合材料，其是具备具有一面和另一面的碳纤维片、树脂以及碳纳米管的复合材料，其中，

8.根据权利要求7所述的复合材料，其中，在所述截面视图中，将所述复合材料的截面积的整体设为100％时，所述层叠结构占1/3以上的比例。

9.根据权利要求7或8所述的复合材料，其中，所述树脂为热塑性树脂。

技术总结本发明涉及复合材料和复合材料的制造方法。本发明提供强度优良的复合材料的制造方法。包含碳纤维片(20)、树脂和碳纳米管的复合材料(10)的制造方法包括：层叠体形成工序，其中，依次层叠第一树脂片(35A)、第一碳纳米管片(45A)、碳纤维片(20)、第二碳纳米管片(45B)和第二树脂片(35B)而形成层叠体(50)；以及浸渗工序，其中，沿层叠方向按压层叠体(50)并且对层叠体(50)进行加热，使第一树脂片(35A)中所包含的树脂和第二树脂片(35B)中所包含的树脂流动，分别浸渗至碳纤维片(20)。技术研发人员：饭田薫,平井启司,河合启太郎,阿部真吾受保护的技术使用者：株式会社F.C.C.技术研发日：技术公布日：2024/6/13