技术领域
[0001] 本公开涉及一种具有包括碳纤维的层的制品以及一种制造所述制品的方法。
相关背景技术
[0002] 近年来，碳纤维增强塑料已被用作对轻量化、高刚度和耐冲击性都有要求的构件。碳纤维增强塑料已用于例如诸如膝上型计算机和打印机的OA设备的外壳、诸如相机和镜头的光学装置的外壳、机械部件、钓鱼竿、以及诸如汽车和自行车的车辆的部件。在一个示例中，提出了一种使用层压体的模制产品，在所述层压体中层压了包含浸渍有树脂的碳纤维的多个层，所述碳纤维重量轻并且具有高抗冲击性(参见日本特开专利No.2012‑32745)。
[0003] 然而，上述层压体的缺点是所获得的强度根据碳纤维的方向而不同，并且不能实现所需的强度和刚度。
具体实施方式
[0016] 第一实施例
[0017] 图1是展示了根据本公开的第一实施例的层压体的示例的平面图。
[0018] 在图1中，参考标号1表示层压体，在所述层压体中层压了包含碳纤维的层。参考标号2表示作为第一层的石纹编织层，并且3表示作为第二层的石纹编织层。
[0019] 根据此实施例的层压体的特征在于，所述层中的至少一个层为石纹编织层。当至少一个层为石纹编织层时，整个层压体的弹性降低，层压体的变形受到抑制，并且可以更致密且均匀地层压碳纤维。因此，可以获得具有更高强度和更高刚度的层压体。原因在于，连续碳纤维在相互交织的同时编织的点的数量变得比普通斜纹编织层(稍后描述)或UD(单向)层(其中碳纤维单向布置的层)的情况中的数量更多，并且编织或织造材料的弹性降低。因此，可以获得具有更高强度和更高刚度的层压体。
[0020] 虽然，在此实施例中，第一层2和第二层3二者都为石纹编织层，但是第一层2和第二层3中的任一层可以是石纹编织层并且另一层可以是以与石纹编织不同的方式编织(braided)或织造(woven)的层。在一个示例中，第一层2和第二层3中的任一层可以是石纹编织层并且另一层可以是UD层(其中碳纤维单向布置的层)。尽管在此实施例中使用石纹编织层，但是也可以使用石纹织造层来替代。
[0021] 此实施例结合其中层压体具有两个层的示例进行描述，但本公开不限于所述示例。可以层压三个或更多个石纹编织层。另外，UD层(其中碳纤维被单向布置的层)可以被布置在第一层2的内侧或外侧上。
[0022] 当层压三层或更多层时，石纹编织层优选地被布置为内层(除了最外表面层之外的层)。
[0023] 这里，石纹编织层指示具有沿左右倾斜方向连续延伸的碳纤维在上下方向上连续编织同时彼此交叉的结构的层。
[0024] 图6A和图6B是作为编织材料的示例的石纹编织层的说明图。为了更容易理解石纹编织的编织方法，图6A以夸张地增大了编织碳纤维之间的间隔的表示方式展示了石纹编织层。图6B展示了通过拍摄石纹编织层的示例的图像而获得的照片的一部分，并且表示管状形状的石纹编织层的表面。图7A和图7B是作为编织材料的示例的斜纹编织层的说明图。为了更容易理解斜纹编织的编织方法，图7A以夸张地增大了编织碳纤维之间的间隔的表示方式展示了斜纹编织层。图7B展示了通过拍摄斜纹编织层的示例的图像而获得的照片的一部分，并且表示管状形状的斜纹编织层的表面。尽管上文描述了石纹编织和斜纹编织，但是本公开不限于石纹编织和斜纹编织，并且也可以使用任何其他合适的编织方法。本说明书中使用了“石纹编织”和“斜纹编织”的表述，但这些表述可以分别替换为“石纹花边”和“斜纹花边”。石纹织造也已知为与石纹编织类似的术语。
[0025] 石纹织造是通常所说的与通过使用织机制成的纤维布有关的平纹织造，在所述织机中，用在竖直方向和水平方向上彼此重叠的连续的纤维形成织造图案。图8是作为织物的织造的示例的石纹织造(平纹织造)的说明图，并且为了更容易地理解织造方法，以夸张地增大了织造碳纤维之间的间隔的表示方式展示了石纹织造。织造方法不限于石纹织造(平纹织造)，并且可以是斜纹织造或其他织造方法。然而，根据石纹织造，通过使用织机制造的织物中交叉的纤维之间形成的角度必须为90°。另一方面，根据石纹编织，纤维之间形成的角度不限于90°，并且可以相等地被设定为期望的角度，并且作为另一特征，编织材料具有管状形状。由石纹编织形成的管状材料也可以被切开成片材。
[0026] 碳纤维优选地预先用树脂浸渍。待被浸渍的树脂不限于特定的一种，但优选地使用热塑性树脂之一的CFRTP(碳纤维增强热塑性塑料)。
[0027] 因此，树脂的类型不限于特定一种。对于热塑性树脂，可以使用PA、PC、PMMA、PEEK、PPS、PP等。对于热固性树脂，可以使用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂等。
[0028] 碳纤维制造方法可以包括例如将连续纤维片材材料和树脂膜夹在加热辊或类似物之间、形成一体的预浸片材、以及将预浸片材切割成带的步骤。碳纤维制造方法的另一示例可以包括将树脂粉末静电附着至连续纤维片材材料、通过加热纤维片材材料形成预浸片材、以及将预浸片材切割成带的步骤。
[0029] 替代地，也可以在将纤维成形为带的形式之后使用通过将连续纤维和热塑性树脂纤维交织而获得的纤维。这里，术语“预浸”是指预先用树脂浸渍的碳纤维。
[0030] 作为另一种碳纤维制造方法，可以将液体树脂涂覆在连续纤维上。
[0031] 在该场合，可以使用胶粘剂来增加连续纤维与树脂之间的亲和力。
[0032] 此外，在该场合，理想的是将连续纤维束开纤成扁平状。
[0033] 虽然在此实施例中描述了片状的层压体，但是层压体的形状不限于片状。层压体可以具有例如管状形状。
[0034] 通过使用根据此实施例的层压体，可以获得强度和刚度优异并且具有各种形状的模制产品。例如，可以通过将根据此实施例的层压体放入所需形状的模具中并且通过使浸渍到碳纤维的树脂熔融和固化来各自获得各种形状的模制产品。树脂可以通过例如利用加热器的加热、例如利用高压釜的加压来固化。
[0035] 覆盖膜层可以形成为模制产品的最外层。覆盖膜层的厚度期望地为20μm以上且200μm以下。原因如下。如果厚度小于20μm，则不能在模制产品的表面上形成均匀的覆盖膜。
如果厚度超过200μm，则为了获得期望的覆盖膜的厚度而在成膜步骤中所需的工时会增加，并且成本会增加。在后一种情况下，也有可能不能实现预期目的(即轻量化)。形成覆盖膜的方法不限于特定一种，并且可以涂漆或涂覆。覆盖膜的材料不限于特定一种，并且可以是例如环氧树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、聚酯树脂、硅树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯丙烯酸树脂。可以将诸如颜料或细颗粒的用于赋予所需功能的添加剂混合到覆盖膜的材料中。覆盖膜层可以由多个层构成，包括例如粘合剂层和功能层。
[0036] 由于使用具有更高强度和更高刚度的层压体和模制产品，因此通过此实施例获得的制品在强度和刚度方面优异。根据此实施例的制品例如可以用作诸如膝上型计算机和打印机的OA设备的壳体，诸如相机和镜头的光学装置的壳体。根据此实施例的制品还可以用于机械部件、钓鱼竿、汽车、自行车、轨道车、船舶、航空器等，包括例如外部材料、内部材料、结构材料(诸如车身壳体、车身以及飞机机身)以及缓冲材料。在上述示例中，汽车部件包括汽车外饰材料、汽车内饰材料、汽车结构材料、汽车缓冲材料、发动机室部件等。
[0037] 根据此实施例的制品的其他应用示例包括建筑物、家具等的内部材料、外部材料和结构材料。更具体地，根据此实施例的制品可以用作例如门覆盖材料、门结构材料、用于各种类型家具(诸如桌子、椅子、架子和箱子)、模块化浴室和化粪池的覆盖材料和结构材料。其他示例可以包括包装、容器(诸如托盘)、保护构件和分隔构件。此外，根据此实施例的制品还可以用作用于家用电器(诸如平板电视、冰箱、洗衣机、吸尘器、移动电话、掌上游戏机和膝上型计算机)的壳体(外壳)、结构构件等的模制产品。
[0038] 第二实施例
[0039] 图2A和图2B分别是平面图和剖视图，各自表示本公开的第二实施例。
[0040] 在图2A和图2B中，参考标号21表示其中层压了碳纤维编织层的管状层压体。参考标号22表示作为第一层的石纹编织层。参考标号23表示作为第二层的斜纹编织层。参考标号24表示第二层的编织角，并且25表示第一层的编织角。此实施例与第一实施例的不同之处在于，在此实施例中使用管状层压体。在一些情况下省略对与第一实施例中的部件相同的部件的描述。
[0041] 此实施例表示层压体，在所述层压体中石纹编织层22被布置为第一层并且斜纹编织层23被布置为第二层。
[0042] 如果薄壁管状结构体在管轴向方向上被压缩，则管状结构体变形以向外膨胀并最终弯曲和断裂。在此，术语“管轴向方向”是指管中心线延伸的方向。
[0043] 为了增加包括编织层的管状层压体21的强度，需要减小外编织层的编织角24，以便将力传递至在向外膨胀方向上存在的碳纤维。
[0044] 然而，为了维持管状形状，需要沿管周向方向将力传递至碳纤维。因此，需要增大内编织层的编织角25。管周向方向表示沿着管状层压体的外周或内周的方向。
[0045] 在根据此实施例的层压体中，由于石纹编织层被布置成作为比斜纹编织层位于更内侧上的层，所以可以使外编织层的编织角24小于内编织层的编织角25。因此，整个层压体的弹性降低，层压体的变形受到抑制，并且可以更致密且均匀地层压碳纤维。因此可以获得具有更高强度和更高刚度的层压体。
[0046] 因此，可以增加层压体及使用所述层压体的制品的强度。
[0047] 在此，术语“编织角”是指在管状层压体的管轴向方向与编织碳纤维之间形成的角度。
[0048] 虽然此实施例代表其中层压体是两层层压体的示例，但是本公开不限于该示例。可以层压两层或更多层石纹编织层，或者可以层压两层或更多层斜纹编织层。UD层(其中碳纤维被单向布置的层)可以被布置在第一层22的内侧或外侧上。UD层(其中碳纤维被单向布置的层)可以被布置在第二层23的内侧或外侧上。
[0049] 优选地，编织机用于形成碳纤维编织层。
[0050] 图3是编织机的立体图。
[0051] 图3中，参考标号6表示编织机，7表示芯轴，8表示环形框架，9表示通孔，10和11表示载体，12和13表示碳纤维，14表示8字形轨道，15表示编织层并且16表示导向环。
[0052] 此实施例中的编织层通过图3所示的编织机6形成在芯轴7(也称为心轴)上。
[0053] 编织机6包括环形框架8，并且芯轴7插入通过环形框架8的通孔9。
[0054] 分别用于供应碳纤维12和13的多个载体10和11设置在环形框架8上。
[0055] 线轴(未示出)以一对一的关系组装在载体10和11中，并且碳纤维12和13预先卷绕在线轴中。
[0056] 预先卷绕在线轴中的碳纤维12和13分别从载体10和11放出，并被朝向芯轴7引导，同时带状碳纤维12和13均通过导向环16朝向对应于所需编织角的方向弯曲。
[0057] 就这一点而言，载体10和11包括用于产生张力(例如弹簧力)的机构(未示出)，所述张力作用在碳纤维12和13上，以便使其紧紧地卷绕在芯轴7周围。
[0058] 载体10和11沿着形成在环形框架8上的8字形轨道14移动。此时，作为全部载体的一半的载体10的移动方向为顺时针方向，并且作为全部载体的另一半的载体11的移动方向为逆时针方向。因此，载体10和11的移动方向彼此相反。
[0059] 通过上述移动，使碳纤维12和13彼此交叉，并且在芯轴7上形成由交叉的碳纤维12和13组成的编织层15。
[0060] 在该场合下，假设某一载体沿八字形轨道顺时针移动，则通过在经过两个逆时针载体后使顺时针载体移动经过八字形轨道的交叉点而获得斜纹编织层，并且通过在经过一个逆时针载体后使顺时针载体移动经过轨道的交叉点而获得石纹编织层。
[0061] 如果斜纹编织层被形成为与芯轴7直接接触，则存在这样的可能性：由于斜纹编织层因其弹性而往往易于远离芯轴7移动，因此在传送至下一步骤期间或在下一步骤中的浸渍模制期间，它可能会远离芯轴7移动，并且碳纤维可能会从芯轴中滑出。考虑到上面这一点，石纹编织层22被布置在比斜纹编织层更靠内的层(即更靠近芯轴7的层)上。通过这种布置，可以避免碳纤维远离芯轴7移动，并且可以防止最终获得的管状层压体21的强度和刚度的降低。因此，更期望石纹编织层被形成为与芯轴7直接接触。
[0062] 在此，在石纹编织层22中，连续的碳纤维增强树脂在彼此交叉的同时在上下方向上连续地编织，并且碳纤维被编织的点的数量比在斜纹编织层中更多。因此，编织材料的弹性降低。
[0063] 因此，能够抑制在比石纹编织层22更靠上的更上层(更外层)中编织的斜纹编织层23收缩而远离芯轴7移动并且抑制其直径增大。因此，可以防止斜纹编织层23远离芯轴7移动。斜纹编织层更优选地形成在石纹编织层22上(与其直接接触)，但UD层(单向碳纤维增强树脂层)可以布置在石纹编织层22的内侧或外侧上。
[0064] 原因在于UD层本质上不具有弹性，并且基本上不会导致远离芯轴移动的缺点。
[0065] 此外，可以层压多个石纹编织层22。
[0066] 优选地，从内侧朝向外侧依次形成石纹编织层、斜纹编织层和UD层。通过这种布置，整个层压体的弹性降低，层压体的变形受到抑制，并且可以更致密且均匀地层压碳纤维。因此可以获得具有更高强度和更高刚度的层压体。
[0067] 虽然图3中载体的数量为48，但其不限于该值。
[0068] 图4A和图4B是展示了载体与碳纤维之间的关系的示意图。
[0069] 在图4A和图4B中，参考标号40表示顺时针载体，41表示逆时针载体，并且42和43表示未使用的载体。
[0070] 图4A是展示了编织机6的载体全部用于编织的情况的示意图。与图3中的元件相同的元件由相同的参考标号表示，并且在某些情况下省略对这些元件的描述。
[0071] 一般来说，编织机6包括顺时针载体40和逆时针载体41，并且在载体沿8字形轨道14循环的同时，将碳纤维12从这些载体中放出以依次进行编织(以便形成编织层)。
[0072] 在该场合下，例如，在其中两个逆时针载体41在某个时刻通过8字形轨道14的外侧的期间，顺时针载体40通过8字形轨道14的内侧。
[0073] 通过载体的上述移动，斜纹编织层可以形成为其中碳纤维12以两个纤维为单元彼此交叉的图案。
[0074] 图4B是展示了在编织中使用编织机6的全部载体的一半的情况的示意图。
[0075] 在该场合下，例如，在其中一个逆时针载体41在某个时刻通过8字形轨道的外侧的期间，顺时针载体40通过8字形轨道的内侧。
[0076] 通过载体的上述移动，石纹编织层可以形成为其中碳纤维12以一根纤维为单元在上下方向上彼此交叉的图案。
[0077] 在该场合下，优选地将碳纤维12被制备为预浸带，并且形成石纹编织层和斜纹编织层的带状碳纤维的宽度相同。
[0078] 在编织过程中，调节芯轴7的取出速度，使得带被编织成对齐。
[0079] 因此，可以增大内层侧上的石纹编织层的编织角，并且可以减小斜纹编织层的编织角。
[0080] 未使用的载体42和43可以保持在未附接线轴并且未供给碳纤维12的状态下。替代地，碳纤维12可以通过合适的方式(未示出)固定到未使用的载体42和43，使得未供应碳纤维。
[0081] 因此，可以制造由沿管轴向方向具有高强度的碳纤维制成的管状层压体，同时抑制用于制备不同宽度的带状碳纤维所需的成本并且减少了将不同宽度的带状碳纤维卷绕在线轴上所需的工时。
[0082] 通过使用根据此实施例的层压体，可以获得具有高强度和高刚度的模制产品。通过将根据此实施例的管状层压体与芯轴一起或单独放置在对应于所需最终形状的模具中并且通过使浸渍到碳纤维的树脂熔融和固化可以各自获得各种形状的模制产品。树脂可以通过例如利用加热器的加热、例如利用高压釜的加压来固化。当树脂被烧结固化时，可以根据需要通过使用另一个模具从芯轴的外侧对树脂施压来限定模制产品的形状。
[0083] 制品可以通过在模制产品的表面上形成覆盖膜层来制造。换句话说，覆盖膜层可以形成为模制产品的最外层。覆盖膜层的厚度期望地为20μm以上且200μm以下。原因如下。如果厚度小于20μm，则不能在模制产品的表面上形成均匀的覆盖膜。如果厚度超过200μm，则为了获得期望的覆盖膜的厚度而在成膜步骤中所需的工时会增加，并且成本会增加。在后一种情况下，也有可能不能实现所要的目的(即轻量化)。形成覆盖膜的方法不限于特定一种，并且可以涂漆或涂覆。覆盖膜的材料不限于特定一种，并且可以是例如环氧树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、聚酯树脂、硅树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯丙烯酸树脂。可以将诸如颜料或细颗粒的用于赋予所需功能的添加剂混合到覆盖膜的材料中。覆盖膜层可以由多个层构成，包括例如粘合剂层和功能层。
[0084] 由于使用具有更高强度和更高刚度的层压体和模制产品，因此通过此实施例获得的制品在强度和刚度方面优异。根据此实施例的制品优选地具有管状形状，并且可以用作例如诸如相机和镜头的光学装置的壳体。根据此实施例的制品还可以用于机械部件、钓鱼竿、汽车、自行车、轨道车、船舶、航空器等，包括例如外部材料、内部材料、结构材料(诸如车身壳体、车身以及飞机机身)以及缓冲材料。在上述示例中，汽车部件包括汽车外饰材料、汽车内饰材料、汽车结构材料、汽车缓冲材料、发动机室部件等。
[0085] 根据此实施例的制品的其他应用示例包括建筑物、家具等的内部材料、外部材料和结构材料。更具体地，根据此实施例的制品可以用作例如门覆盖材料、门结构材料、用于各种类型家具(诸如桌子、椅子、架子和箱子)、模块化浴室和化粪池的覆盖材料和结构材料。其他示例可以包括包装、容器(诸如托盘)、保护构件和分隔构件。此外，根据此实施例的制品还可以用作用于家用电器(诸如平板电视、冰箱、洗衣机、吸尘器、移动电话、掌上游戏机和膝上型计算机)的壳体(外壳)、结构构件等的模制产品。
[0086] 第三实施例
[0087] 图9A和图9B分别是平面图和剖视图，各自表示本公开的第三实施例。
[0088] 在图9A和图9B中，参考标号30表示其中层压了碳纤维编织层的管状层压体。参考标号31表示作为第一层的石纹编织层，并且32表示作为第二层的石纹编织层。参考标号33表示第一层的编织角，并且34表示第二层的编织角。此实施例与第一实施例的不同之处在于，在此实施例中使用管状层压体。在一些情况下省略对与第一实施例相同的部件的描述。
[0089] 此实施例表示管状层压体，其中石纹编织层31被布置为第一层并且石纹编织层32被布置为第二层。
[0090] 根据此实施例的层压体的特征在于，至少一个层为石纹编织层。当至少一个层为石纹编织层时，整个层压体的弹性降低，层压体的变形受到抑制，并且可以更致密且均匀地层压碳纤维。因此，可以获得具有更高强度和更高刚度的层压体。原因在于，连续碳纤维在相互交织的同时编织的点的数量变得比普通斜纹编织(稍后描述)或UD(单向)层(其中碳纤维被单向布置的层)的情况下的数量更多，并且编织或织造材料的弹性降低。因此，可以获得具有更高强度和更高刚度的层压体。
[0091] 在该场合下，石纹编织层的编织角优选地为45°以上，并且具体地优选地为54°以上。
[0092] 如果编织角小于45°，则在垂直于管轴向方向的方向上的刚度变得比管轴向方向上的刚度更弱，并且存在尺寸精度可能劣化成引起特别是相对于管轴向方向的翘曲的程度的可能性。从进一步提高尺寸精度的观点出发，编织角优选地被设置为54°以上。
[0093] 在此，术语“管轴向方向”是指管中心线延伸的方向。
[0094] 虽然，在此实施例中，第一层31和第二层32二者都为石纹编织层，但是第一层31和第二层32中的任一层可以是石纹编织层并且另一层可以是以与石纹编织不同的方式形成的编织层或织造层。在一个示例中，第一层31和第二层32中的任一层可以是石纹编织层并且另一层可以是UD层(其中碳纤维被单向布置的层)。
[0095] 虽然此实施例结合其中层压体具有两个层的示例进行描述，但本公开不限于该示例。可以层压三个或更多个石纹编织层。另外，UD层(其中碳纤维被单向布置的层)可以被布置在第一层31的内侧或外侧上。
[0096] 当层压三层或更多层时，石纹编织层优选地被布置为内层(除了最外表面层之外的层)。
[0097] 在此，术语“编织角”是指在管状层压体的管轴向方向与编织碳纤维之间形成的角度。虽然此实施例代表其中层压体是两层层压体的示例，但是本公开不限于该示例。可以层压两层或更多层石纹编织层，或者可以层压两层或更多层斜纹编织层。UD层(其中碳纤维被单向布置的层)可以被布置在第一层31的内侧或外侧上。UD层(其中碳纤维被单向布置的层)可以被布置在第二层32的内侧或外侧上。
[0098] 优选地，编织机用于形成碳纤维编织层。
[0099] 图3是编织机的立体图。
[0100] 图3中，参考标号6表示编织机，7表示芯轴，8表示环形框架，9表示通孔，10和11表示载体，12和13表示碳纤维，14表示8字形轨道，15表示编织层并且16表示导向环。
[0101] 此实施例中的编织层通过图3所示的编织机6形成在芯轴7(也称为心轴)上。
[0102] 编织机6包括环形框架8，并且芯轴7插入通过环形框架8的通孔9。
[0103] 分别用于供应碳纤维12和13的多个载体10和11设置在环形框架8上。
[0104] 线轴(未示出)以一对一的关系组装在载体10和11中，并且碳纤维12和13预先卷绕在线轴中。
[0105] 预先卷绕在线轴中的碳纤维12和13分别从载体10和11放出，并被朝向芯轴7引导，同时带状碳纤维12和13各自通过导向环16朝向对应于所需编织角的方向弯曲。
[0106] 就这一点而言，载体10和11包括用于产生张力(例如弹簧力)的机构(未示出)，所述张力作用在碳纤维12和13上，以便紧紧地卷绕在芯轴7上。
[0107] 载体10和11沿着形成在环形框架8上的8字形轨道14移动。此时，作为全部载体的一半的载体10的移动方向为顺时针方向，并且作为全部载体的另一半的载体11的移动方向为逆时针方向。因此，载体10和11的移动方向彼此相反。
[0108] 通过上述移动，使碳纤维12和13彼此交叉，并且在芯轴7上形成由交叉的碳纤维12和13组成的编织层15。
[0109] 在该场合下，假设某一载体沿八字形轨道顺时针移动，则通过在经过两个逆时针载体后使顺时针载体移动经过八字形轨道的交叉点而获得斜纹编织层，并且通过在经过一个逆时针载体后使顺时针载体移动经过轨道的交叉点而获得石纹编织层。
[0110] 虽然图3中载体的数量为48，但其不限于该值。
[0111] 通过将根据此实施例的管状层压体与芯轴一起或单独放置在对应于所需最终形状的模具中并且通过使浸渍到碳纤维的树脂熔融和固化可以各自获得各种形状的模制产品。树脂可以通过例如利用加热器的加热、例如利用高压釜的加压来固化。当树脂被烧结以便固化时，可以根据需要通过使用另一个模具从芯轴的外侧对树脂施压来限定模制产品的形状。
[0112] 制品可以通过在模制产品的表面上形成覆盖膜层来制造。换句话说，覆盖膜层可以形成为模制产品的最外层。覆盖膜层的厚度期望地为20μm以上且200μm以下。原因如下。如果厚度小于20μm，则不能在模制产品的表面上形成均匀的覆盖膜。如果厚度超过200μm，则为了获得期望的覆盖膜的厚度而在成膜步骤中所需的工时会增加，并且成本会增加。在后一种情况下，也有可能不能实现预期目的(即轻量化)。形成覆盖膜的方法不限于特定一种，并且可以涂漆或涂覆。覆盖膜的材料不限于特定一种，并且可以是例如环氧树脂、聚氨酯树脂、氟树脂、聚酯树脂、硅树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯丙烯酸树脂。可以将诸如颜料或细颗粒的用于赋予所需功能的添加剂混合到覆盖膜的材料中。覆盖膜层可以由多个层构成，包括例如粘合剂层和功能层。
[0113] 由于使用具有更高强度和更高刚度的层压体和模制产品，因此根据此实施例的制品在强度和刚度方面优异。根据此实施例的制品优选地具有管状形状，并且可以用作例如诸如相机和镜头的光学装置的壳体。根据此实施例的制品还可以用于机械部件、钓鱼竿、汽车、自行车、轨道车、船舶、航空器等，包括例如外部材料、内部材料、结构材料(诸如车身壳体、车身以及飞机机身)以及缓冲材料。在上述示例中，汽车部件包括汽车外饰材料、汽车内饰材料、汽车结构材料、汽车缓冲材料、发动机室部件等。
[0114] 根据此实施例的制品的其他应用示例包括建筑物、家具等的内部材料、外部材料和结构材料。更具体地，根据此实施例的制品可以用作例如门覆盖材料、门结构材料、用于各种类型家具(诸如桌子、椅子、架子和箱子)、模块化浴室和化粪池的覆盖材料和结构材料。其他示例可以包括包装、容器(诸如托盘)、保护构件和分隔构件。此外，根据此实施例的制品还可以用作用于家用电器(诸如平板电视、冰箱、洗衣机、吸尘器、移动电话、掌上游戏机和膝上型计算机)的壳体(外壳)、结构构件等的模制产品。
[0115] 第四实施例
[0116] 根据第四实施例的制品是形成例如诸如相机的可互换镜头的光学装置中的镜头筒部件的管状构件，其包括例如镜头遮光罩、聚焦环和镜头筒结构构件，并且被构成为管状模制产品。在此，镜头遮光罩是用于遮蔽除了拍摄光之外的不需要的光而不使其不进入拍摄光学系统的遮光部件，并且镜头遮光罩可拆卸地附接到诸如相机的光学装置(图像捕获装置)的前端。此外，诸如镜头筒的外管、内管以及聚焦环的其他镜头筒部件也可以被视为构成用于保持或调整诸如镜头和反射镜的光学元件的镜头筒结构构件的镜头筒部件。
[0117] 制品的至少一个端部部分被形成为覆盖部分的树脂部件覆盖。覆盖部分例如可以通过热塑性树脂的嵌件注射模制来形成。在一个示例中，通过将模制产品插入用于注射模制的模具中并且通过注射模制含纤维的热塑性树脂来将覆盖部分形成为与模制产品一体化。
[0118] 为了例如当制品用作镜头筒部件的固定部分或可拆卸的附接部分时获得足够强度的目的，覆盖部分优选地由例如含有纤维的热塑性树脂制成。形成覆盖部分的热塑性树脂可以是例如聚碳酸酯。当使用聚碳酸酯时，可以获得其中例如由覆盖部分形成的附接部分由于聚碳酸酯本身的高耐冲击性而具有增加的韧性的镜头筒部件。
[0119] 通过在模制产品的端部部分处形成覆盖部分，例如，能够在镜头筒部件上设置环形部件等，所述环形部件用作固定部分或可拆卸的附接部分并且不能在模制产品的制造中从编织到固化步骤的过程中形成。
[0120] 覆盖部分可以被模制成覆盖模制产品的一个端部部分的周边，并且朝向内侧周向突出的凸缘可以形成在端部部分的内侧。当模制产品是镜头筒结构构件时，凸缘用作例如光学元件或聚焦环的支撑件。当模制产品例如是可拆卸地附接至拍摄光学系统的主体的镜头遮光罩时，形成为覆盖部分的树脂部件可以用作用于可拆卸地附接镜头遮光罩的机构的一部分。
[0121] 示例
[0122] 下文将参考图5A和图5B描述第一示例的配置。与第二实施例中相同的部件由相同的参考标号表示，并且在某些情况下省略对这些部件的描述。
[0123] 在图5A和图5B中，参考标号54表示UD层。
[0124] 将管状层压体21的内径设置为φ170。
[0125] 将两个编织层布置在管状层压体21中。更具体地，石纹编织层22被布置在内侧上，斜纹编织层23被布置在外侧上，并且由沿管轴向方向布置的碳纤维构成的UD层54被布置在两个编织层之间。
[0126] 在此使用以一般方式操作的编织机。所使用编织机是基本如下操作的类型。例如，在某一时刻逆时针移动的两个载体通过8字形轨道的外侧期间，顺时针移动的一个载体通过8字形轨道的内侧。
[0127] 在所使用的编织机中，载体的数量为64。
[0128] 通过仅使用32个载体(即编织机的所有载体的一半)在芯轴上形成石纹编织层22。
[0129] 然后，在石纹编织层22上，以碳纤维沿管轴向方向布置的这种方向来布置UD层54。之后，形成斜纹编织层23。
[0130] 通过使用编织机的全部64个载体形成斜纹编织层23。
[0131] 在该场合下，石纹编织层22的编织角24为64°，并且斜纹编织层23的编织角25为30°。
[0132] 之后，通过在由浸渍模制法(未示出)将用于碳纤维的树脂浸渍在碳纤维之间的同时模制管状层压体，来获得具有包含碳纤维的多个层的管状层压体21。
[0133] 在该场合下，使用带状碳纤维，并且用于石纹编织层22和斜纹编织层23的碳纤维的宽度被设定为相同的值，即14.5mm。
[0134] 因为此时供应的带状碳纤维的宽度的公差为±1mm，所以在±1mm内的范围中变化的带宽度被视为相同的宽度。
[0135] 将在编织中使用的碳纤维的VF(纤维体积含量)值设定为50％。由于在编织过程中必须赋予带状碳纤维柔性，所以保持半浸渍状态，并且将半浸渍状态中的密度被设定为落入50％至60％的范围内。
[0136] 待被浸渍的树脂被给予为具有20000粘均分子量的PC(聚碳酸酯)。
[0137] 带状碳纤维是通过将开纤的扁平形式的碳纤维片材材料和PC膜夹在加热辊之间而制造的，例如通过将片材材料和PC膜集成为预浸片材中并且通过将预浸片材切割成带。
[0138] 形成UD层54的UD片材的VF(纤维体积含量)值也被设定为50％。由于在卷绕过程中必须赋予UD片材柔性，所以保持半浸渍状态，并且将半浸渍状态中的密度被设定为落入50％至60％的范围内。
[0139] 待被浸渍到UD片材中的树脂被给予为具有20000粘均分子量的PC。
[0140] 此外，例如，将开纤扁平形式的连续碳纤维片材和PC膜夹在加热辊之间并将其一体化成预浸片材。
[0141] 下文将参考图9A和图9B描述第二示例的配置。与上述第一示例中相同的部件由相同的参考标号表示，并且在某些情况下省略对这些部件的描述。
[0142] 在图9A和图9B中，将管状层压体30的内径设置为φ170。
[0143] 两个编织层被布置在管状层压体30中，并且石纹图案编织层被形成为两个层中的每一层。
[0144] 在此使用以一般方式操作的编织机。所使用的编织机是基本如下操作的类型。例如，在某一时刻顺时针移动的两个载体通过8字形轨道的外侧期间，逆时针移动的一个载体通过8字形轨道的内侧。
[0145] 在所使用的编织机中，载体的数量为64。
[0146] 石纹编织层31和32均通过使用仅32个载体(即编织机的所有载体的一半)形成在芯轴上。
[0147] 编织层均通过使用带状碳纤维形成为石纹编织层。
[0148] 此时，内层和外层的编织角33和34如表1所示地改变。
[0149] 通过测量管状层压体在管轴向方向上的层压体长度的中心附近的区域中的圆度来评价取决于相对于管轴向方向的编织角的差异而引起的翘曲。
[0150] 通过改变带状碳纤维的宽度的方法来改变编织角。
[0151] 之后，通过在由浸渍模制法(未示出)将用于碳纤维的树脂浸渍在碳纤维之间的同时模制管状层压体，来获得具有包含碳纤维的多个层的管状层压体30。
[0152] 在该场合下，将在编织中使用的带状碳纤维的VF(纤维体积含量)值设定为50％。由于在编织过程中必须赋予带状碳纤维柔性，所以保持半浸渍状态，并且将半浸渍状态中的密度被设定为落入50％至60％的范围内。
[0153] 待被浸渍的树脂被给予为具有20000粘均分子量的PC。
[0154] 带状碳纤维是通过将开纤扁平形式的碳纤维片材材料和PC膜夹在加热辊之间而制造的，例如通过将片材材料和PC膜集成为预浸片材并且通过将预浸片材切割成带。
[0155] 每个带层的理论厚度被设定为0.12mm。
[0156] 表1
[0157]编织角33和34[°] 45 54 60
带宽度[mm] 24 20 17
圆度[μm] 2400 960 880
[0158] 可以获得具有所需强度和刚度的层压体和模制产品。
[0159] 虽然已经参考示例性实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求书的范围将被赋予最宽泛解释，以便涵盖所有此类修改以及等效结构和功能。
