CN107109070A - 成型材料、成型品和成型品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的成型材料包含(A)树脂和(B)填料,当将该成型材料整体设为100体积份时,(B)填料的含量为35体积份以上80体积份以下,上述(B)填料包含(B1)纤维状填料和(B2)球状填料,当将上述(B)填料整体设为100体积份时,(B2)球状填料的含量为40体积份以上95体积份以下,当将上述(B1)纤维状填料的数均纤维直径设为d时,上述(B2)球状填料的平均粒径在2.5d以上6.5d以下的范围。
Description
技术领域
本发明涉及成型材料、成型品和成型品的制造方法。
背景技术
近来,对于作为汽车零件或电子设备等的内部零件使用的由金属或陶瓷构成的部件,进行着用于实现轻量化的技术开拓。作为其中的一个方法,尝试着将构成这些部件的材料替换成包括树脂的材料。
在上述用途中,尤其要求作为成型品的机械强度。从这样的方面考虑,以提高机械强度为目的,一直以来在成型材料中配合玻璃纤维或碳纤维等纤维状填料。
与此相关地,还已知有除纤维状填料以外,组合纤维状填料以外的其他的填充材料的技术。
例如,专利文献1中记载的技术中记载有:作为酚醛树脂成型材料,不仅包含玻璃纤维,而且加入树脂处理玻璃纤维粉碎物,结果能够得到耐热性、耐热强度和弯曲挠性优异的成型品。
另外,专利文献2中记载有与树脂制带轮(pulley)有关的技术,记载有当制造该树脂制带轮时,作为以酚醛树脂为主材料的配合物,组合玻璃纤维与选自玻璃珠、二氧化硅粉、铝-二氧化硅粉和玻璃粉中的填充材料,由此,抑制带(belt)的磨损,提高带轮本身的耐磨损性、尺寸稳定性和耐热性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-219796号公报
专利文献2:日本特开平2-92628号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,本发明的发明人对这样的成型材料进行了研究,结果得知存在如下的技术问题。
即,在作为成型材料配合有纤维状填料时,在从成型材料得到成型品的成型工序中,存在该纤维状填料与流动方向大致平行地取向的趋势。
结果,当在流动方向和其正交方向上对特性进行详细分析时,有时发现这些值存在偏差。即,作为成型品的特性,有可能具有各向异性。
另外,在汽车零件或电子设备等的内部零件等用途中,也存在强烈希望在上述两个方向上稳定地提高了特性的材料的实际情况。
本发明是鉴于上述那样的技术问题而完成的,提供一种通过包含纤维状填料而提高机械强度,并且难以显现作为成型品的各向异性的成型材料。
用于解决技术问题的手段
根据本发明,提供一种成型材料,其包含(A)树脂和(B)填料,上述成型材料的特征在于:
当将该成型材料整体设为100体积份时,(B)填料的含量为35体积份以上80体积份以下,
上述(B)填料包含(B1)纤维状填料和(B2)球状填料,
当将上述(B)填料整体设为100体积份时,(B2)球状填料的含量为40体积份以上95体积份以下,
当将上述(B1)纤维状填料的数均纤维直径设为d时,上述(B2)球状填料的平均粒径在2.5d以上6.5d以下的范围。
另外,根据本发明,提供一种成型品,其通过将上述成型材料进行成型而形成。
另外,根据本发明,提供一种成型品的制造方法,其包含将上述成型材料进行成型的工序,上述成型品的制造方法的特征在于:
将上述成型材料进行成型的上述工序通过压缩成型、传递成型或注射成型来进行。
发明效果
本发明的成型材料包含纤维状填料和球状填料,采用相对于该纤维状填料的数均纤维直径具有特定倍率的平均粒径的球状填料,且对该球状填料的含量进行了控制。
虽然还不明确具体的效果显现机理,但是通过使用这样的特定的球状填料,能够在适度分散的球状填料的间隙中随机地配置纤维状填料。
即,能够从随机地配置有该纤维状填料的成型材料得到成型品,因此可认为,作为结果,能够抑制作为成型品的各向异性的显现。
附图说明
上述的目的和其他的目的、特征和优点,通过以下说明的优选实施方式和附随于其的以下的附图将变得更加明确。
图1是表示对实施例1和比较例1、2中的成型材料进行关于纤维状填料和球状填料的量的筛选的结果的图表。
具体实施方式
以下,根据实施方式对本发明进行详细说明。另外,在本说明书中,只要没有特别说明,“~”表示以上至以下。
本实施方式的成型材料具备以下特征。
即,本实施方式的成型材料包含(A)树脂和(B)填料,当将该成型材料整体设为100体积份时,(B)填料的含量为35体积份以上80体积份以下,上述(B)填料包含(B1)纤维状填料和(B2)球状填料,当将上述(B)填料整体设为100体积份时,(B2)球状填料的含量为40体积份以上95体积份以下,当将上述(B1)纤维状填料的数均纤维直径设为d时,上述(B2)球状填料的平均粒径在2.5d以上6.5d以下的范围。
以下,对作为本实施方式所涉及的成型材料配合的各成分和配合量进行说明。
[(A)树脂]
本实施方式的成型材料中所含的(A)树脂例如能够使用热固性树脂。
作为热固性树脂的例子,例如可举出苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚A酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂;未改性的甲阶酚醛树脂、由桐油、亚麻子油、核桃油等改性的油改性甲阶酚醛树脂等甲阶型酚醛树脂等酚醛树脂;双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂等双酚型环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂;联苯型环氧树脂、三(羟苯基)甲烷型环氧树脂等环氧树脂;脲(尿素)树脂、三聚氰胺树脂等具有三嗪环的树脂;不饱和聚酯树脂;双马来酰亚胺树脂;聚氨酯树脂;邻苯二甲酸二烯丙酯树脂;有机硅树脂;具有苯并噁嗪环的树脂;氰酸酯树脂等。
这些之中,尤其优选使用选自酚醛树脂和环氧树脂中的1种以上的树脂,由此,作为成型材料,可确保高的流动性。
另外,当作为(A)树脂使用酚醛清漆型酚醛树脂时,作为固化剂,能够组合六亚甲基四胺。六亚甲基四胺的含量并没有特别限定,但优选相对于酚醛清漆型酚醛树脂100质量份使用10~20质量份。
通过将六亚甲基四胺的含量设定为上述范围,能够保持所要求的机械强度,并且将固化时间调整为适当的时间。
另外,当作为(A)树脂使用环氧树脂时,可以并用固化剂。作为能够在此使用的固化剂,并没有特别限定,例如可举出脂肪族聚胺、芳香族聚胺、二胺二酰胺等胺化合物、脂环式酸酐、芳香族酸酐等酸酐、酚醛清漆型酚醛树脂等多酚化合物、以及咪唑化合物等。其中,从处理操作性、环境方面考虑,能够优选使用酚醛树脂。这样的固化剂能够以相对于环氧树脂的理论当量比的0.8至1.4的范围的量进行配合。
另外,也可以与固化剂一起,在不会阻碍热固性树脂的反应的范围内,根据需要使用公知的固化促进剂。
当将成型材料整体设为100体积份时,作为以上那样的(A)树脂的含量,优选设定为20体积份以上65体积份以下的范围。
当将成型材料整体设为100体积份时,作为(A)树脂的含量的下限值,更优选设定为25体积份以上,进一步优选设定为30体积份以上。
当将成型材料整体设为100体积份时,作为(A)树脂的含量的上限值,更优选设定为63体积份以下,进一步优选设定为60体积份以下,尤其优选设定为55体积份以下。
通过如上述那样设定(A)树脂的含量,能够保持机械强度并且显现作为成型材料的适度的流动性。
另外,在本说明书中,“(A)树脂的含量”记载为还包含相对于树脂的固化剂、固化促进剂的量。
另外,对于通常流通的已包含固化剂等的树脂材料,记载为优选该树脂材料本身的体积量设定为上述范围。
[(B)填料]
本实施方式的成型材料中所使用的(B)填料能够选择使用公知的填料,但至少包含(B1)纤维状填料和(B2)球状填料。
当将成型材料整体设为100体积份时,(B)填料的含量为35体积份以上80体积份以下。
另外,当将成型材料整体设为100体积份时,作为(B)填料的含量的下限值,更优选设定为37体积份以上,进一步优选设定为40体积份以上,尤其优选设定为45体积份以上。
另外,当将成型材料整体设为100体积份时,作为(B)填料的含量的上限值,更优选设定为75体积份以下,进一步优选设定为70体积份以下。
通过设定为该范围,能够提高作为成型品的耐热性和机械强度。
以下,对(B)填料中所含的(B1)纤维状填料和(B2)球状填料进行说明。
[(B1)纤维状填料]
作为(B1)纤维状填料,例如能够使用玻璃纤维、硅灰石纤维、碳纤维、塑料纤维等。作为塑料纤维,例如可使用芳纶纤维(芳香族聚酰胺)。另外,作为(B1)纤维状填料,还能够使用玄武岩纤维那样的无机纤维或不锈钢纤维那样的金属纤维。
这些之中,从能够提高作为成型品的机械强度并且还有助于作为成型品的轻量化的方面考虑,优选选自玻璃纤维、硅灰石纤维和碳纤维。
当作为(B1)纤维状填料使用玻璃纤维时,作为构成玻璃纤维的玻璃的具体例,可举出E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃。这些之中,优选E玻璃、A玻璃、T玻璃或S玻璃。通过使用这样的玻璃,能够实现玻璃纤维强化材料的高弹性化,还能够减小热膨胀系数。
作为被用作(B1)纤维状填料的碳纤维,例如可使用拉伸强度3500MPa以上的高强度的碳纤维或弹性模量230GPa以上的高弹性模量的碳纤维。碳纤维可以是聚丙烯腈(PAN)系、沥青系中的任一者,但PAN系碳纤维拉伸强度高,优选。
本实施方式的成型材料中所含的(B1)纤维状填料的数均纤维直径,能够根据使用成型品的用途等适当设定,但作为其下限值,优选设定为3μm以上,更优选设定为5μm以上,进一步优选设定为8μm以上。
另外,作为上限值,优选设定为50μm以下,更优选设定为30μm以下,进一步优选设定为20μm以下。
通过使用具有这样的数均纤维直径的(B1)纤维状填料,能够有效地提高成型品的机械强度。
另外,该数均纤维直径能够通过利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜等观察在成型品的截面出现的纤维来测量求出。
例如,当用扫描电子显微镜进行测定时,能够通过从成型品的截面中测量任意数量的上述(B1)纤维状填料,算出平均值。
更具体而言,能够在测量100根能够确认横截面的(B1)纤维状填料之后,求出各纤维截面的最小直径的平均值作为数均纤维直径。
本实施方式的(B1)纤维状填料,作为其初始纤维长度,能够使用任意长度,但是会由于经过混炼、粉碎、成型等工序而弯曲,因此,将对成型品中存在的纤维进行测量而得到的数均纤维长度定义为本发明中的(B1)纤维状填料的数均纤维长度(即,成型材料中所含的(B1)纤维状填料的数均纤维长度)。
本实施方式的成型材料和成型品中所含的(B1)纤维状填料的数均纤维长度,能够通过适当选择混炼机、混炼条件、材料粘度等而进行调整。
本实施方式的(B1)纤维状填料的数均纤维长度能够根据使用成型品的用途等而适当调整,但作为其下限值,优选调整为10μm以上,更优选调整为30μm以上,进一步优选调整为50μm以上。
另外,作为上限值,优选调整为1mm以下,更优选调整为500μm以下,进一步优选调整为300μm以下。
通过使用具有这样的数均纤维长度的(B1)纤维状填料,能够提高成型时的流动性并且提高成型品的机械强度。
另外,关于在此规定的(B1)纤维状填料的数均纤维长度,能够通过与数均纤维直径同样的方法求出,能够通过从成型品的截面中能够确认(B1)纤维状填料的两端的纤维状填料测量任意数量的(B1)纤维状填料,算出平均值。在该情况下,在求取平均值时,能够求出任意选出的50根(B1)纤维状填料的测定值的平均值作为数均纤维长度。
作为本实施方式的成型材料和成型品中所含的(B1)纤维状填料的数均纤维长度与数均纤维直径之比(纵横比),其下限值优选设定为3以上,更优选设定为5以上,进一步优选设定为10以上。
另外,作为上限值,优选设定为30以下,更优选设定为27以下,进一步优选设定为24以下。
通过这样设定纵横比,(B2)球状填料与(B1)纤维状填料容易进行相互作用,能够有效地抑制各向异性的显现。
当将(B)填料整体设为100体积份时,本实施方式的成型材料中的(B1)纤维状填料的含量的下限值例如为5体积份以上,优选为10体积份以上,更优选为20体积份以上。
另外,当将(B)填料整体设为100体积份时,本实施方式的成型材料中的(B1)纤维状填料的含量的上限值例如为60体积份以下,优选为58体积份以下,更优选为55体积份以下。
当将成型材料整体设为100体积份时,本实施方式的成型材料中的(B1)纤维状填料的含量的下限值例如为1体积份以上,优选为5体积份以上,更优选为10体积份以上。
另外,当将成型材料整体设为100体积份时,本实施方式的成型材料中的(B1)纤维状填料的含量的上限值例如为50体积份以下,优选为45体积份以下,更优选为40体积份以下。
通过将(B1)纤维状填料的含量设定为上述范围,能够有效地提高所得到的成型品的机械强度。
[(B2)球状填料]
作为本实施方式的成型材料中所含的(B2)球状填料,例如能够使用球状无机填充材料,能够使用玻璃珠、玻璃粉、碳酸钙、二氧化硅、氢氧化铝、粘土等。
这些之中,从耐热性高低和易得性高低的方面考虑,优选使用玻璃珠。
当将上述的(B1)纤维状填料的数均纤维直径设为d时,本实施方式的成型材料中所含的(B2)球状填料的平均粒径设定在2.5d以上6.5d以下的范围。
通过这样设定平均粒径,能够使成型时的(B1)纤维状填料的取向随机,能够抑制所得到的成型品的各向异性的产生。
另外,为了更有效地显现出上述的效果,作为(B2)球状填料的平均粒径的下限值,优选设定为3.0以上。另外,根据相同的理由,也优选作为(B2)球状填料的平均粒径的上限值设定为6.0以下的方式。
本实施方式的成型材料中所含的(B2)球状填料的平均粒径能够根据使用成型品的用途等而适当设定,但作为其下限值,优选设定为12μm以上,更优选设定为15μm以上,进一步优选设定为20μm以上。
另外,作为上限值,优选设定为100μm以下,更优选设定为90μm以下,进一步优选设定为80μm以下。
通过使用具有这样的平均粒径的(B2)球状填料,能够确保成型材料的流动性,并且使成型时的(B1)纤维状填料的取向随机,能够抑制所得到的成型品的各向异性的产生。
另外,(B2)球状填料的平均粒径能够与(B1)纤维状填料同样地,通过利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜等进行观察来测量求出。
另外,当用扫描电子显微镜进行测定时,能够通过从将成型品在惰性气氛下烧制除去有机成分而得到的残留物中测量任意数量的(B2)球状填料,算出平均值。
更具体而言,能够求出测量50个点的(B2)球状填料的样品而得到的测定值的平均值作为平均粒径。
当将(B)填料整体设为100体积份时,本实施方式的成型材料中的(B2)球状填料的含量的下限值为40体积份以上,优选为42体积份以上,更优选为45体积份以上。
另外,当将(B)填料整体设为100体积份时,本实施方式的成型材料中的(B2)球状填料的含量的上限值为95体积份以下,优选为90体积份以下,更优选为80体积份以下。
当将成型材料整体设为100体积份时,本实施方式的成型材料中的(B2)球状填料的含量的下限值例如为1体积份以上,优选为5体积份以上,更优选为10体积份以上。
另外,当将成型材料整体设为100体积份时,本实施方式的成型材料中的(B2)球状填料的含量的上限值例如为50体积份以下,优选为45体积份以下,更优选为40体积份以下。
通过将(B2)球状填料的含量设定为上述范围,能够有效地提高作为成型材料的流动性,并且容易控制(B1)纤维状填料的排列。
[其他添加剂]
另外,本实施方式所涉及的成型材料可以根据需要配合在通常的成型材料中使用的各种添加剂,例如硬脂酸、硬脂酸钙、聚乙烯等脱模剂;氧化镁、氢氧化钙、三苯基膦等固化助剂;炭黑等着色剂;用于提高填充材料与热固性树脂的粘合性的密合性提高剂;或者偶联剂、溶剂等。
[成型材料的制造方法]
本实施方式所涉及的成型材料,例如通过在配合上述的各成分,均匀地混合之后,利用辊、共捏合机(co-kneader)、双螺杆挤出机等混炼装置单独进行加热熔融混炼或利用辊与其他混合装置的组合进行加热熔融混炼之后进行造粒或粉碎来制造。
[特性]
本实施方式所涉及的成型材料优选满足以下所示的特性。
(线膨胀系数差Δα)
优选本实施方式的成型材料的在以下条件下测定的线膨胀系数差Δα的绝对值为2.5ppm/K以下。
(条件)
首先,使用该成型材料,通过以浇口尺寸:8×3mm、注射压力:150MPa、模具温度:175℃、填充时间:4秒的条件进行注射成型,使长边方向成为流动方向,制作80×10×4mm的成型体,从该成型体切出10×10×4mm的试验片。
接着,使用热机械分析装置TMA,在5℃/分钟的压缩条件下算出25℃至150℃的范围中的流动方向的线膨胀系数α1和与流动方向正交的方向的线膨胀系数α2。
最后,从α2减去α1算出Δα。
即,本实施方式的成型材料,相对于(B1)纤维状填料适当地组合有(B2)球状填料,因此,难以产生各向异性,存在流动方向的线膨胀系数α1与正交方向的线膨胀系数α2之差减小的趋势。
即,作为它们的差Δα值的绝对值,优选控制为2.5ppm/K以下,更优选控制为2.0ppm/K以下。只要是满足这样的要求的成型材料,就能够应用于例如制造适用于暴露在高温下的部位的部件等各种用途。
另外,该α1和α2的值取决于所使用的(A)树脂、(B)填料等,但作为该α1的值的下限值,例如为10ppm/K以上,优选为12ppm/K以上,进一步优选为15ppm/K以上。另外,作为该α1的值的上限值,例如为35ppm/K以下,优选为30ppm/K以下,进一步优选为25ppm/K以下。
另外,作为α2的值,通常为大于α1的值,作为下限值,例如为12ppm/K以上,优选为14ppm/K以上,进一步优选为17ppm/K以上。另外,作为该α2的值的上限值,例如为37ppm/K以下,优选为32ppm/K以下,进一步优选为27ppm/K以下。
(流动性)
另外,优选本实施方式的成型材料提高流动性。
更具体而言,作为利用Labo Plastomill(株式会社东洋精机制作所(Toyo SeikiSeisaku-Sho,Ltd.)制造),将测定条件设为温度130℃、转速30rpm时测定的最低熔融转矩值,优选设定为1.5N·m以上35N·m以下的范围。通过将最低熔融转矩设为上述范围,容易控制注射成型时的填充速度。
(弯曲强度)
优选本实施方式的成型材料被调整为按照以下的(测定弯曲强度时的试验片制作条件)制作的试验片的“流动方向”和“正交方向”的弯曲强度具备以下特性。
另外,该“弯曲强度”为依照ISO 178测定的值。
(测定弯曲强度时的试验片制作条件)
通过在注射压力:150MPa、模具温度:175℃的条件下将成型材料进行注射成型,制作ISO 294-4所示的60×60×2mm的成型体,从该成型体,以包含该成型体的中心部分的方式,沿着流动方向和正交方向各自切出60×10×2mm的试验片。
接着,对于所得到的试验片,依照ISO 178,测定流动方向的弯曲强度和正交方向的弯曲强度。
即,本实施方式的成型材料,作为在上述条件下制作的试验片的“正交方向的弯曲强度”除以该试验片的“流动方向的弯曲强度”的值,优选调整为0.70以上,更优选调整为0.75以上。
通过这样进行调整,所得到的成型品也能够用作从所有方向被施加应力的部件。
[成型品]
本实施方式所涉及的成型品能够通过使用上述成型材料经过成型工序而得到。作为具体的成型方法,例如能够从压缩成型、传递成型或注射成型等公知的成型方法中选择适当条件。
此时的条件也依赖于成型品的厚度,但是例如当通过注射成型来成型5mm左右的厚成型品时,能够采用模具温度170~190℃、成型压力100~150MPa、固化时间30~90秒的条件。
[用途]
当从本实施方式的成型材料得到成型品时,能够不产生作为成型品的各向异性而具有适度的机械强度。因此,能够期待作为从所有方向被施力的部位的部件的应用。
另外,当从本实施方式的成型材料得到成型品时,上述的Δα的绝对值处于减小的趋势,因此,也能够期待作为也能够充分承受存在温度变化的环境的部件的应用。
因此,可期待能够应用于汽车和精密设备的内部的部件等多种用途。
当然,在此揭示的用途为使用本发明的实施方式的一个例子,即使是除此以外的用途,也能够对本发明的成型材料进行组成等的最佳化,这是不言而喻的。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但这些为本发明的例示,能够采用上述以外的各种构成。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行进一步具体说明,但本发明的范围并不限定于这些实施例等。
首先,以下示出在各实施例和各比较例中使用的原料成分。
(1)酚醛清漆型酚醛树脂A:PR-51305(住友电木株式会社(Sumitomo BakeliteCo.,Ltd.)制造)
(2)六亚甲基四胺:Hexamine Superfine(长春石油化学股份有限公司(ChangChun Petrochemical Co.,Ltd.)制造)
(3)环氧树脂:三(羟苯基)甲烷型环氧树脂、EPPN-502H(日本化药株式会社(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)制造)
(4)酚醛清漆型酚醛树脂B:PR-51470(住友电木株式会社制造)
(5)玻璃纤维:CS3E479(日东纺绩株式会社(NITTO BOSEKI CO.,LTD.)制造、数均纤维直径11μm、数均纤维长度3mm)
(6)碳纤维:HT C413(东邦特耐克丝株式会社(TOHO TENAX Co.,Ltd.)制造、数均纤维直径7μm、数均纤维长度6mm)
(7)玻璃珠A:UB-13LA(尤尼吉可株式会社(UNITIKA LTD.)制造、平均粒径45μm)
(8)玻璃珠B:UB-SPL-30(尤尼吉可株式会社制造、平均粒径30μm)
(9)玻璃珠C:2530(Potters公司制造、平均粒径65μm)
(10)玻璃珠D:5000(Potters公司制造、平均粒径10μm)
(11)二氧化硅:SIDISTAR(ELKEM公司制造、平均粒径0.15μm)
(12)氧化镁:KYOWAMAG 30(协和化学工业株式会社(Kyowa Chemical IndustryCo.,Ltd.)制造)
(13)三苯基膦:三苯基膦(和光纯药工业株式会社(Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.)制造)
(14)硬脂酸钙:Ca-St(日东化成工业株式会社(NITTO CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.)制造)
(15)炭黑:炭黑#750(三菱化学株式会社(Mitsubishi Chemical Corporation)制造)
对于实施例1~6和比较例1~3,将按照以下的表1所示的配合量配合各成分而得到的材料混合物利用转速不同的加热辊进行混炼,冷却成片状之后进行粉碎,由此得到颗粒状的成型材料。
另外,加热辊的混炼条件设为:转速为高速侧/低速侧20/14rpm,温度为高速侧/低速侧90/20℃,混炼时间为5~10分钟。
对以表1的配合比率得到的各成型材料,进行了下述所示的测定和评价。
另外,对于所得到的成型材料,对于在下述评价项目(1)中得到的试验片,用扫描电子显微镜测定其截面,从能够确认纤维状填料的两端的纤维状填料中,对50根纤维测定纤维长度,求出该测定值的平均值作为数均纤维长度。将结果一并示于表1。
(评价项目)
(1)线膨胀率
使用在各实施例和各比较例中得到的成型材料,通过以浇口尺寸:8×3mm、注射压力:150MPa、模具温度:175℃、填充时间:4秒的条件进行注射成型,使长边方向成为流动方向,制作80×10×4mm的成型体,从该成型体切出10×10×4mm的试验片。
接着,使用热机械分析装置TMA,在5℃/分钟的压缩条件下,测定25℃至150℃的范围中的流动方向的线膨胀系数α1和与流动方向正交的方向的线膨胀系数α2。
表1中示出了α1和α2以及从α2减去α1而算出的Δα。
(2)流动性评价
对于在各实施例和各比较例中得到的成型材料,利用Labo Plastomill(株式会社东洋精机制作所制造)测定将测定条件设为温度130℃、转速30rpm时的最低熔融转矩值。将结果示于表1。
(3)弯曲强度
使用在各实施例和各比较例中得到的成型材料,通过以注射压力:150MPa、模具温度:175℃的条件进行注射成型,制作ISO 294-4所示的60×60×2mm的成型体,从该成型体,以包含该成型体的中心部分的方式,沿着流动方向和正交方向各自切出60×10×2mm的试验片。
接着,对于所得到的试验片,依照ISO 178测定流动方向的弯曲强度和正交方向的弯曲强度。将结果示于表1。
另外,将试验片的“正交方向的弯曲强度”除以“流动方向的弯曲强度”而得到的值一并示于表1。
如表1中所示,在实施例中得到的成型材料,在得到成型品时具有高强度,并且不会产生各向异性。
因此,能够期待作为从所有方向被施力的部位的部件、也能够承受存在温度变化的环境的部件的应用。
另外,关于实施例1和比较例1、比较例2,在将所使用的(A)树脂、(B1)纤维状填料、(B2)球状填料的种类固定的同时,使(B1)纤维状填料与(B2)球状填料的量变动,进行了线膨胀系数差Δα是如何变动的筛选。结果如图1所示。
另外,该图表中,将横轴设为纤维状填料(玻璃纤维)的体积份,将填料总量固定为60体积份。即,横轴的“0”表示包含60体积份的球状填料。另外,作为纵轴,表示线膨胀系数差Δα。
如该图1所示,可看出:当使用平均粒径10μm的玻璃珠或平均粒径0.15μm的二氧化硅时,线膨胀系数差Δα与纤维状填料的含量的增加成比例地大致以线性关系逐渐增加。
然而,在使用平均粒径45μm的玻璃珠的体系中,可看出:在将纤维状填料的含量设为一定的值以下(即,将球状填料的含量设为一定以上)的区域,线膨胀系数差Δα的增加程度被充分地抑制。这意味着在使用平均粒径45μm的玻璃珠的体系中,纤维状填料与具有特定大小的填料进行某些相互作用,显示出与其他体系不同的举动。
产业上的可利用性
当从本发明的成型材料得到成型品时,能够不产生各向异性而具有适度的机械强度。因此,能够期待作为从所有方向被施力的部位的部件、以及也能够充分承受存在温度变化的环境的部件的应用。
因此,可期待能够应用于汽车和精密设备的内部的部件等多种用途。
本申请主张以2014年10月31日申请的日本申请特愿2014-222875号为基础的优先权,将其公开的全部内容援用于本说明书中。
Claims (7)
1.一种成型材料,其包含(A)树脂和(B)填料,其特征在于:
当将该成型材料整体设为100体积份时,(B)填料的含量为35体积份以上80体积份以下,
所述(B)填料包含(B1)纤维状填料和(B2)球状填料,
当将所述(B)填料整体设为100体积份时,(B2)球状填料的含量为40体积份以上95体积份以下,
当将所述(B1)纤维状填料的数均纤维直径设为d时,所述(B2)球状填料的平均粒径在2.5d以上6.5d以下的范围。
2.根据权利要求1所述的成型材料,其特征在于:
在以下条件下测定的线膨胀系数差Δα的绝对值为2.5ppm/K以下,
条件:
首先,使用该成型材料,通过以浇口尺寸:8×3mm、注射压力:150MPa、模具温度:175℃、填充时间:4秒的条件进行注射成型,使长边方向成为流动方向,制作80×10×4mm的成型体,从该成型体切出10×10×4mm的试验片;
接着,使用热机械分析装置TMA,在5℃/分钟的压缩条件下算出25℃至150℃的范围中的流动方向的线膨胀系数α1和与流动方向正交的方向的线膨胀系数α2;
最后,通过从α2减去α1算出Δα。
3.根据权利要求1或2所述的成型材料,其特征在于:
所述(B1)纤维状填料的纵横比为3以上30以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的成型材料,其特征在于:
所述(B1)纤维状填料选自玻璃纤维、硅灰石纤维和碳纤维。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的成型材料,其特征在于:
所述(A)树脂为酚醛树脂或环氧树脂。
6.一种成型品,其特征在于:
通过将权利要求1至5中任一项所述的成型材料进行成型而形成。
7.一种成型品的制造方法,其包含将权利要求1至5中任一项所述的成型材料进行成型的工序,所述成型品的制造方法的特征在于:
将所述成型材料进行成型的所述工序通过压缩成型、传递成型或注射成型来进行。
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