%以上用片狀物覆蓋之前或覆蓋之后，利 用熱輥壓將層疊的半固化片彼此粘接，所述片狀物在比構(gòu)成半固化片的基體樹脂的融點(diǎn)高 l〇°C的溫度下保持形狀。
[0054] 此外，本發(fā)明實(shí)施方式的另一側(cè)面中，也有如下方式。
[0055] (IA) -種包含半固化片的層疊基材，其是層疊有多張半固化片的層疊基材，所述 半固化片含有取向一個(gè)方向的增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂，所述半固化片在橫穿增強(qiáng)纖維的 方向具有切斷增強(qiáng)纖維的深度的切口，所述切口為直線狀，切口與增強(qiáng)纖維形成的角度為 30°以上、60°以下，所述半固化片的每Im2的切口長度的總和為20m以上、150m以下。
[0056] (2A) -種包含半固化片的層疊基材，其為層疊有多張半固化片的層疊基材，所述 半固化片含有取向一個(gè)方向的增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂，所述半固化片在橫穿增強(qiáng)纖維的方 向具有切斷增強(qiáng)纖維的深度的切口，所述切口為沿著直線狀中心線的曲線，并且將曲線投 影至中心線時(shí)不重疊，該中心線與增強(qiáng)纖維形成的角度為30°以上、60°以下，所述半固化 片的每Im2的切口長度的總和為20m以上、150m以下。
[0057] (3A)如（IA)或（2A)任一項(xiàng)所述的層疊基材，含有由切口切斷的增強(qiáng)纖維長度為 IOmm以上50mm以下的半固化片。
[0058] (4A)如所述（IA)~（3A)中任一項(xiàng)所述的層疊基材，構(gòu)成所述層疊基材的半固化 片的厚度為50ym以上、200ym以下。
[0059] 此外，本發(fā)明實(shí)施方式的另一側(cè)面中，也有如下方式。
[0060] (IB) -種層疊基材，其為層疊有多張半固化片的層疊基材，所述半固化片含有取 向一個(gè)方向的增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂，所述半固化片在橫穿增強(qiáng)纖維的方向具有切斷增強(qiáng) 纖維的深度的切口，所述切口為直線狀，切口與增強(qiáng)纖維形成的角度為30°以上、60°以 下，所述半固化片的每Im2的切口長度的總和為20m以上、150m以下，半固化片的至少一邊 的長度為Im以上，半固化片的面積為Im2以上。
[0061] (2B)如（IB)所述的層疊基材，由切口切斷的增強(qiáng)纖維的長度為IOmm以上50mm以 下。
[0062] (3B)如（IB)或（2B)的任一項(xiàng)所述的層疊基材，構(gòu)成所述層疊基材的多個(gè)半固化 片中，半固化片所含有的增強(qiáng)纖維方向?yàn)?°的半固化片（A)和為45°的半固化片（D)和 為90°的半固化片⑶和為-45°的半固化片（F)交替層疊。
[0063] (4B)如（IB)至（3B)中任一項(xiàng)所述的層疊基材，構(gòu)成所述層疊基材的多個(gè)半固化 片中，45°的半固化片（d、e)和90°的半固化片（b、c)和-45°的半固化片（f、g)交替層 疊，所述半固化片分別是將半固化片所含有的增強(qiáng)纖維方向?yàn)?° (A)的半固化片和45° 的半固化片⑶和90°的半固化片⑶和-45°的半固化片（F)的半固化片組合兩個(gè)以上 而成的。
[0064] 發(fā)明的效果
[0065] 根據(jù)本發(fā)明，能夠得到對(duì)復(fù)雜形狀的賦形性優(yōu)異且能夠在短時(shí)間內(nèi)成型并且具有 能夠應(yīng)用于結(jié)構(gòu)材料的彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量等優(yōu)異的力學(xué)物性和其偏差性低的層疊基 材及其制造方法。
【附圖說明】
[0066] 圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例之一所涉及的帶有直線狀切口半固化片的側(cè)截面示意 圖。
[0067] 圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例之一所涉及的帶有沿著直線狀中心線的曲線切口半固 化片的側(cè)截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0068] 本發(fā)明實(shí)施方式之一所涉及的層疊基材是含有半固化片的層疊基材，所述層疊基 材是層疊有多張片狀半固化片的層疊基材，所述半固化片含有取向一個(gè)方向的增強(qiáng)纖維和 熱塑性基體樹脂，所述半固化片具有從表面貫穿至背面的切口，各切口以與各增強(qiáng)纖維僅 交叉一次的方式設(shè)置，并且連結(jié)所述切口的起始點(diǎn)和終點(diǎn)的線段長度為Ls的情況下，所述 切口長度Lr滿足下述式1，
[0069] Ls芻Lr芻LsXL5...(式 1)
[0070] 所述線段與所述增強(qiáng)纖維的纖維方向交叉的角度為30°以上、90°以下，所述半 固化片每Im2的切口長度Lr的總和為20m以上、200m以下。
[0071] (半固化片）
[0072] 本實(shí)施方式中所使用的半固化片含有取向一個(gè)方向的增強(qiáng)纖維和熱塑性基體樹 月旨，是在與增強(qiáng)纖維交叉的方向具有從表面貫穿至背面的切口的片狀半固化片。關(guān)于取向 一個(gè)方向的增強(qiáng)纖維和熱塑性基體樹脂，在后闡述。"在與增強(qiáng)纖維交叉的方向具有切口" 是指后述的線狀切口的方向與增強(qiáng)纖維不平行，半固化片所含有的增強(qiáng)纖維在與切口交叉 的部位被切斷。
[0073] 通常層疊基材所含有的增強(qiáng)纖維的長度越長，其力學(xué)特性越優(yōu)異，但是卻具有鍛 壓成型時(shí)的流動(dòng)性越降低的傾向。另一方面，為了提高鍛壓成型時(shí)的流動(dòng)性，增強(qiáng)纖維短即 增強(qiáng)纖維被切斷成某種長度是有效的，由此能夠得到也可流動(dòng)成肋材、浮飾這樣復(fù)雜的三 維形狀的層疊基材。然而，分別以取向任意方向的方式層疊的平板狀層疊基材會(huì)在力學(xué)特 性上產(chǎn)生偏差，因此部件設(shè)計(jì)困難。作為該解決方案，通過層疊多張具有切口的半固化片， 從而能夠得到力學(xué)特性良好并且偏差小、鍛壓成型時(shí)的流動(dòng)性優(yōu)異的層疊基材。
[0074] 切口從半固化片的表面貫穿至背面。在此，從半固化片的表面至背面是指關(guān)于構(gòu) 成層疊基材的多張半固化片，分別將面積最大的一對(duì)面設(shè)為表面和背面。由于切口在半固 化片中切斷許多增強(qiáng)纖維，因此能夠使層疊基材成形時(shí)的流動(dòng)性優(yōu)異。
[0075] 鍛壓成型時(shí)的流動(dòng)性取決于連結(jié)切口的起始點(diǎn)和終點(diǎn)的線段（直線）與增強(qiáng)纖維 的纖維方向交叉的角度（也簡(jiǎn)稱為與增強(qiáng)纖維形成的角度，以下，稱為" 9 "。）以及，半固 化片每Im2的切口長度Lr的總和（以下，稱為"la"。）。在此，切口的起始點(diǎn)和終點(diǎn)如下 設(shè)定：對(duì)后述切口的各種形狀取得長度值最大的方向，將其一端設(shè)為起始點(diǎn)、另一端設(shè)為終 點(diǎn)，但如后所述那樣切口為線狀的情況下，是指該線的一端和另一端。此外，在此0是指線 彼此交叉時(shí)形成的角度中銳角的一側(cè)。
[0076] 0值越接近90度，增強(qiáng)纖維之間的剪切力越小，從而流動(dòng)性越高，Ia值越大則流 動(dòng)性越高。用于平板的鍛壓成型的半固化片的情況下，9優(yōu)選為25°以上，Ia優(yōu)選為IOm 以上。進(jìn)而，肋材等復(fù)雜形狀的鍛壓成型的情況下，0優(yōu)選為30°以上，Ia優(yōu)選為20m以 上。
[0077] 此外，半固化片的任一處5cmX5cm部分中，每個(gè)該25cm2中的切口長度Lr的總和 (Ia)均優(yōu)選為0. 5m以上5m以下。
[0078] 半固化片的彎曲強(qiáng)度、彎曲彈性模量所代表的力學(xué)物性不僅取決于將與所述纖維 交叉的（切斷的）切口起始點(diǎn)和終點(diǎn)連結(jié)的線段與增強(qiáng)纖維交叉的角度9，還取決于每Im2 的切口長度的總和la。已知0越小機(jī)械物性越高（專利文獻(xiàn)5)，并且Ia越小越能得到高 的力學(xué)物性。例如，為了將本實(shí)施方式的層疊基材用于汽車的準(zhǔn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，優(yōu)選半固化片的 所述9為70°以下，優(yōu)選Ia為200m以下。此外，為了用于彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度的平衡更 加優(yōu)異的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，優(yōu)選0為60°以下，優(yōu)選Ia為200m以下。
[0079] 制造施加有切口的半固化片的時(shí)間、制造成本不僅取決于與增強(qiáng)纖維交叉的切口 和增強(qiáng)纖維所交叉的角度0，還在很大程度上取決于每Im2的切口長度的總和la。在0小 且Ia大，并且用切繪機(jī)進(jìn)行切斷的情況下，切口加工的所需時(shí)間變長。此外，利用沖孔來進(jìn) 行切口加工的情況下，不僅沖孔刃的制造成本變得龐大，沖孔時(shí)還會(huì)容易在增強(qiáng)纖維方向 產(chǎn)生裂口，在鄰接的切口之間產(chǎn)生片材脫落。因此0優(yōu)選為15°以上，Ia優(yōu)選為200m以 下。進(jìn)而，考慮到切口加工后的層疊工序，9優(yōu)選為30°以上，Ia進(jìn)一步優(yōu)選為200m以下。
[0080] 如上所述，關(guān)于0和la，考慮到層疊基材的用途、所需力學(xué)特性、加工性等，0也 可為30°以上、90°以下、Ia也可為20m以上、200m以下。
[0081] 可用于本實(shí)施方式的層疊基材的半固化片需要由切口切斷半固化片所含有的增 強(qiáng)纖維。被切斷的增強(qiáng)纖維長度（以下稱為"L"。）沒有特別限制，但從力學(xué)特性和流動(dòng)性 的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選為5_以上、IOOmm以下。尤其是，為了兼顧充分的力學(xué)物性和鍛壓成型時(shí) 向肋材等薄壁部的流動(dòng)，進(jìn)一步優(yōu)選為5mm以上50mm以下，特別優(yōu)選為IOmm以上50mm以 下。
[0082] 另外，所述切口的形狀優(yōu)選為線狀、特別是直線狀、曲線狀。在此，直線（狀）或曲 線（狀）、即線狀是指例如相對(duì)于切口長度，所述半固化片表面上的切口寬度小于I. 〇mm。如 果所述表面上的切口寬度在該條件內(nèi)，則該線狀切口的表面-背面截面的截面形狀可以是 長方形或楔形等任一形狀。
[0083] 各切口以與各碳纖維僅交叉一次的方式設(shè)置，并且將連結(jié)切口的起始點(diǎn)和終點(diǎn)的 線段長度設(shè)為Ls的情況下，如果切口長度Lr滿足下述式1，則沒有必要呈直線狀，也可以使 用例如圖2所示的曲線。另外，Ls=Lv時(shí)，切口是直線狀。在此，切口長度是指在沿著切 口中心的線呈曲線形狀的情況下該曲線的全長（沿著所述中心線上追溯的距離的總計(jì)）。
[0084] Ls芻Lr芻LsXL5...(式 1)
[0085] 通過使切口形狀呈曲線，能夠在保持0和L的值的同時(shí)使Ia變大。該情況下，由 于能夠一邊維持高力學(xué)物性一邊期待鍛壓成型性的提升，因此優(yōu)選。然而由于切口加工的 所需時(shí)間會(huì)變長，因此如所述那樣切口優(yōu)選呈直線狀。
[0086] 各切口以與各碳纖維僅交叉一次的方式設(shè)置是指以同一切口與一根碳纖維僅交 叉一次的方式設(shè)置（一個(gè)切口不會(huì)與一根碳纖維交叉多次）的狀態(tài)。另一方面，也可以是 一個(gè)切口與多根碳纖維交叉的狀態(tài)。具體而言，如果切口呈直線狀或彎曲少的曲線狀，則能 夠合適地實(shí)現(xiàn)這些狀態(tài)。
[0087] 可用于本實(shí)施方式的層疊基材的半固化片，如果0和Ia的值在規(guī)定范圍內(nèi)，貝Ij也 可以層疊切口長度和切口數(shù)不同的半固化片。鍛壓成型時(shí)，對(duì)浮飾、肋材等薄壁且具有三維 形狀的部分，優(yōu)選使0大且Ia大。相反地，對(duì)流動(dòng)為二維性并流動(dòng)長度小且需要高力學(xué)物 性的部分，優(yōu)選使Q小且Ia小。
[0088] 可用于本實(shí)施方式的層疊基材的半固化片，如果纖維體積含有率Vf為55%以下， 則能夠得到充分的流動(dòng)性，因而優(yōu)選。Vf值越低，流動(dòng)性越提高，Vf值小于20%的情況下無 法得到結(jié)構(gòu)材料所需要的力學(xué)特性。鑒于流動(dòng)性與力學(xué)特性的關(guān)系，優(yōu)選為20%以上55% 以下。作為該Vf值使用如下求出的值：例如利用由水中置換法得到的半固化片密度Pc、 由同樣的方法得到的纖維密度Pf、和半固化片質(zhì)量W以及將半固化片燃燒而使樹脂燒掉 后的重量W1，使用以下式子求出。
[0089] Wf= (W-Wl)X100/W…式（2)
[0090] Vf=WfXpc/Pf…式（3)
[0091] 關(guān)于半固化片的厚度，由于可用于本實(shí)施方式的層疊基材的半固化片具有切口， 因此被分?jǐn)嗟陌牍袒穸仍酱?，?qiáng)度越傾向于降低，如果將應(yīng)用于結(jié)構(gòu)材料作為前提，則 將半固化片厚度設(shè)為200ym以下為佳。另一方面，厚度小于50ym的情況下，半固化片的操 作難，為了形成層疊基材而層疊的半固化片數(shù)變得非常多，因而生產(chǎn)性將顯著地變差。因此 從生產(chǎn)性的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選為50ym以上200ym以下。關(guān)于半固化片的厚