JP2014028510A - プレス成形用中間基材、プリフォーム、および成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂中にモノフィラメント状に分散した不連続強化繊維がランダムに分布したプレス成形用中間基材であって、強化繊維の割合VfIが15体積%以上40体積%以下である繊維強化熱可塑性樹脂シート状物の構成要素(I)と強化繊維の割合VfIIが5体積%以上15体積%未満である繊維強化熱可塑性樹脂シート状物の構成要素(II)とが互いに積層されており、該中間基材における構成要素(I)および(II)の総量に対する構成要素(II)の割合が30〜70体積%であって、前記構成要素(I)および(II)のそれぞれにおける強化繊維のアスペクト比が250以上1000以下であり、かつ、前記VfIおよびVfIIが0.8VfI>VfIIである、プレス成形用中間基材。
【選択図】なし
Description
(1)熱可塑性樹脂中に不連続強化繊維がモノフィラメント状かつランダムに分布した中間基材であって、下記構成要素(I)および(II)が互いに積層されており、前記中間基材における構成要素(I)および(II)の総量に対する構成要素(II)の割合が30〜70体積%であって、下記構成要素(I)および(II)のそれぞれにおける強化繊維のアスペクト比が250以上1000以下であり、かつ、下記VfIおよびVfIIが0.8VfI>VfIIを満たす、プレス成形用中間基材。
(I)強化繊維の割合VfIが15体積%以上40体積%以下である繊維強化熱可塑性樹脂シート状物
(II)強化繊維の割合VfIIが5体積%以上15体積%未満である繊維強化熱可塑性樹脂シート状物
(2)前記中間基材における構成要素(I)および(II)の総量に対する構成要素(II)の割合が40〜60体積%である、前記(1)に記載のプレス成形用中間基材。
(3)前記構成要素(I)および(II)を構成する不連続強化繊維の平均アスペクト比が400以上800以下である、前記(1)または(2)に記載のプレス成形用中間基材。
(4)前記構成要素(I)の強化繊維の割合VfIが20体積%以上30体積%以下である、前記(1)〜(3)のいずれかに記載のプレス成形用中間基材。
(5)前記プレス成形用中間基材における強化繊維の割合Vfが10体積%以上30体積%以下である、前記(1)〜(4)のいずれかに記載のプレス成形用中間基材。
(6)前記構成要素(I)および(II)を構成する強化繊維が炭素繊維である、前記(1)〜(5)のいずれかに記載のプレス成形用中間基材。
(7)前記構成要素(I)および(II)を構成する熱可塑性樹脂がポリオレフィン、ポリアミド、ポリアリーレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトンの群から選択される少なくとも1つを含んでなる、前記(1)〜(6)のいずれかに記載のプレス成形用中間基材。
(8)前記(1)〜(7)のいずれかに記載のプレス成形用中間基材の複数枚を積層した、プレス成形用プリフォーム。
(9)前記(1)〜(8)のいずれかに記載のプレス成形用中間基材ないしプリフォームをチャージ率50%以上100%未満にて金型キャビティ中に配置したのちプレス成形する、成形品の製造方法。
(10)プレス成形の手段が、スタンピング成形ないしヒートアンドクール成形である、前記(9)に記載の成形品の製造方法。
(11)成形品が自動車内外装、電気・電子機器筐体、自転車、航空機内装材、輸送用箱体として用いられるものである、前記(9)または(10)に記載の成形品の製造方法。
・強化繊維の割合(体積%)=(W1/ρf)/{W1/ρf+(W0−W1)/ρr}×100。
・VII=(tII×nII)/(tI×nI+tII×nII)×100。
・Vf=(VfI×VI)+(VfII×VII)。
・チャージ率(%)=(中間基材ないしプリフォームの投影面積)/(金型キャビティの投影面積)×100
CFRTPシート状物を2枚のステンレス製メッシュ(2.5cm当たり50個のメッシュを有する平織形状)に挟み、プリプレグが動かないようにネジを調整して固定した。これを空気中500℃で30分間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばした。ステンレス製メッシュを外し、得られた繊維マットを顕微鏡で観察し、無作為に単繊維を1本選定し、該単繊維に接触する別の単繊維との二次元接触角を画像観察より測定した。二次元接触角は接触する2つの単繊維とのなす2つの角度のうち、0°以上90°以下の角度(鋭角側)を採用した。二次元接触角の測定は、選定した単繊維に接触する全ての単繊維を対象とし、これを100本の単繊維について実施した。得られた結果から、二次元接触角を測定した全ての単繊維の総本数と、二次元接触角度が1度以上である単繊維の本数とからその比率を算出し、繊維分散率を求めた。
上記(1)と同様にして、CFRTPシート状物から繊維マットを取り出した。得られた繊維マットを顕微鏡で観察し、無作為に単繊維を1本選定し、該単繊維に交差する別の単繊維との二次元配向角を画像観察より測定した。配向角は交差する2つの単繊維とのなす2つの角度のうち、0°以上90°以下の角度(鋭角側)を採用した。選定した単繊維1本あたりの二次元配向角の測定数はn=20とした。同様の測定を合計5本の単繊維を選定しておこない、その平均値をもって二次元配向角とした。
CFRTPシート状物を空気中500℃で30分間加熱して熱可塑性樹脂成分を焼き飛ばし、残った不連続強化繊維から無作為に400本選択して、その長さを10μm単位まで光学顕微鏡にて測定し、その平均値を平均繊維長Lnとした。
CFRTPシート状物に含まれる不連続強化繊維の繊維直径Dは、CFRTPシート状物の製造に用いた強化繊維の単繊維径を、そのまま繊維直径Dとして用いた。
上記(3)および(4)にて得られた平均繊維長Lnと繊維直径Dとから、次式により算出した。
・p=Ln/D
Ln:不連続強化繊維の繊維長(μm)
D:不連続強化繊維の繊維直径(μm)。
CFRTPシート状物の質量W0を測定したのち、該CFRTPシート状物を空気中500℃で30分間加熱して熱可塑性樹脂成分を焼き飛ばし、残った不連続強化繊維の質量W1を測定し、次式により算出した。
・VfI、VfII(体積%)=(W1/ρf)/{W1/ρf+(W0−W1)/ρr}×100
ρf:強化繊維の密度(g/cm3)
ρr:熱可塑性樹脂の密度(g/cm3)。
中間基材の作製に用いるCFRTPシート状物の厚みから、次式により算出した。
・体積率(VI)=(tI×nI)/(tI×nI+tII×nII)×100
・体積率(VII)=(tII×nII)/(tI×nI+tII×nII)×100
tI:構成要素(I)のCFRTPシート状物の厚み(mm)
tII:構成要素(II)のCFRTPシート状物の厚み(mm)
nI:構成要素(I)のCFRTPシート状物の積層枚数(枚)
nII:構成要素(II)のCFRTPシート状物の積層枚数(枚)。
上記(6)および(7)にて得られるCFRTPシート状物に含まれる強化繊維の割合(VfI、VfII)と体積率(VI、VII)とから、次式により算出した。
・Vf(体積%)=(NI×VI)+(NII×VII)。
中間基材から切り出した直径150mmの円盤の1枚ないし複数枚を積層して厚さ3mmのプリフォームを調整したのち、スタンピング成形することでサンプルを作製した。具体的には、上記プリフォームを遠赤外線ヒーター中に投入して、プリフォーム中心温度が中間基材を構成する熱可塑性樹脂の成形温度(熱可塑性樹脂の融点+30℃)になるまで加熱し、直ちにプレス成形機に設置された平板形状のキャビティを有する金型(キャビティ表面温度120℃)に配置して金型を閉じ、成形圧力15MPaを60秒間保持したのち、金型を開いてサンプルを取り出した。得られたサンプルは略真円状であって、該サンプルから45°間隔に4カ所の直径を測定し、その平均値からサンプルの投影面積を導出した。さらに、プリフォームの投影面積を直径150mmとして導出し、次式により伸長率Rを算出した。
・R(%)=(サンプルの投影面積/プリフォームの投影面積)×100。
AA:中間基材の伸長率Rが330%以上である
A:中間基材の伸長率Rが280%以上330%未満である
B:中間基材の伸長率Rが230%以上280%未満である
C:中間基材の伸長率Rが180%以上230%未満である
D:中間基材の伸長率Rが180%未満である。
切り出す中間基材のサイズを一辺が250mmの正方形とした以外は、上述した伸長率Rの測定と同様にして、プレス成形をおこなった。図11に成形した成形品30の概略図を示す。天板31は一辺が300mmの正方形であって、四辺には63度の勾配を持つ垂直高さ20mmの立ち壁を設けた。各エッジの曲率半径は1mmとした。本形状における金型のキャビティ投影面積Scは102400mm2である。成形品の充填率を金型のキャビティ投影面積Scと成形品の投影面積Smとから、次式により算出した。
・成形品の充填率(%)=(Sm/Sc)×100。
ASTM D−790に準拠して成形品の曲げ強度および曲げ弾性率を評価した。試験片の切り出しは図12に示すとおりとした。成形品天板の辺方向に平行な任意方向を0度として、0/90/±45の4方向について計12本の試験片を上記(10)にて得た成形品の天板部より切り出した。これら試験片による全ての測定値(n=12)の平均値を曲げ強度σaおよび曲げ弾性率Eaとした。試験機として“インストロン”(登録商標)万能試験機4201型(インストロン社製)を使用した。
上記(11)にて求めた成形品の曲げ強度の個別値から、次式により算出した。
・曲げ強度のばらつき(%)={Σ(σi−σ)2/n}1/2/σ×100
σi:曲げ強度の個別値(i=1、2、・・・12)(MPa)
σa:平均曲げ強度(MPa)
n:曲げ強度の測定点数(個)。
AA:成形品の曲げ強度のばらつきが5%未満である
A:成形品の曲げ強度のばらつきが5%以上8%未満である
B:成形品の曲げ強度のばらつきが8%以上13%未満である
C:成形品の曲げ強度のばらつきが13%以上18%未満である
D:成形品の曲げ強度のばらつきが18%以上である。
上記(11)にて求めた成形品の曲げ弾性率の個別値から、次式により算出した。
・曲げ弾性率のばらつき(%)={Σ(Ei−Ea)2/n}1/2/Ea×100
Ei:曲げ弾性率の個別値(i=1、2、・・・9)(GPa)
Ea:平均曲げ弾性率(GPa)
n:曲げ弾性率の測定数(個)。
AA:成形品の曲げ弾性率のばらつきが5%未満である
A:成形品の曲げ弾性率のばらつきが5%以上8%未満である
B:成形品の曲げ弾性率のばらつきが8%以上13%未満である
C:成形品の曲げ弾性率のばらつきが13%以上18%未満である
D:成形品の曲げ弾性率のばらつきが18%以上である。
JIS K 7112(1999)の5に記載のA法(水中置換法)に準拠して成形品の密度ρを測定した。上述(11)にて測定に供した試験片から2cm×2cmのサンプルを切り出し、50℃の温度で12時間真空乾燥したのち、デシケータ内で室温まで冷却したものを試験片とした。浸積液としてエタノールを用い、n=5について測定をおこない、その平均値を成形品の密度ρとした。
上記(11)、(14)にて求めた成形品の平均曲げ強度σおよび成形品の密度ρとから、次式により算出した。
・成形品の比曲げ強度=σ1/2/ρ
σ:成形品の平均曲げ強度(MPa)
ρ:成形品の密度(g/cm3)
AA:成形品の比曲げ強度が16以上である
A:成形品の比曲げ強度が15以上16未満である
B:成形品の比曲げ強度が14以上15未満である
C:成形品の比曲げ強度が13以上14未満である
D:成形品の比曲げ強度が13未満である。
ポリアクリロニトリルを主成分とする重合体から紡糸、焼成処理を行い、総フィラメント数12000本の連続炭素繊維を得た。さらに該連続炭素繊維を電解表面処理し、120℃の加熱空気中で乾燥して炭素繊維1を得た。この炭素繊維1の特性は次に示す通りであった。
密度:1.8g/cm3
単繊維径:7μm
引張強度:4.9GPa
引張弾性率:230GPa
ポリアクリロニトリルを主成分とする重合体から紡糸、焼成処理を行い、総フィラメント数12000本の連続炭素繊維を得た。さらに該連続炭素繊維を電解表面処理し、120℃の加熱空気中で乾燥して炭素繊維2を得た。この炭素繊維2の特性は次に示す通りであった。
密度:1.8g/cm3
単繊維径:5μm
引張強度:5.9GPa
引張弾性率:294GPa
未変性ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー(株)社製、“プライムポリプロ”(登録商標)J106MG)90質量%と、酸変性ポリプロピレン樹脂(三井化学(株)製、“アドマー”(登録商標)QE800)10質量%とからなるポリプロピレンマスターバッチを用いて、目付が90g/m2のシートを作製した。
目付を158g/m2に調整した以外は、樹脂シート1と同様にしてシートを得た。
目付を203g/m2に調整した以外は、樹脂シート1と同様にしてシートを得た。
目付を214g/m2に調整した以外は、樹脂シート1と同様にしてシートを得た。
目付を113g/m2に調整した以外は、樹脂シート1と同様にしてシートを得た。
目付を120g/m2に調整した以外は、樹脂シート1と同様にしてシートを得た。
ポリアミド6樹脂(東レ(株)社製、“アミラン”(登録商標)CM1001)からなるポリアミドマスターバッチを用いて、目付が112g/m2のシートを作製した。
目付を197g/m2に調整した以外は、樹脂シート7と同様にしてシートを得た。
目付を253g/m2に調整した以外は、樹脂シート7と同様にしてシートを得た。
目付を141g/m2に調整した以外は、樹脂シート7と同様にしてシートを得た。
炭素繊維1をカートリッジカッターで6mmにカットし、チョップド炭素繊維を得た。水と界面活性剤(光純薬工業(株)社製、n−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム」(製品名))からなる濃度1.5質量%の分散液100リットルを調整した。この分散液に上記チョップド炭素繊維を投入し、10分間撹拌したのち、500mm×500mmの抄紙面を有する抄紙槽に流し込み、分散液を脱水除去して炭素繊維分のみを取り出した。さらに、150℃の乾燥炉で2時間乾燥して炭素繊維マット1を得た。得られた炭素繊維マット1の目付は90g/m2であった。
炭素繊維1をカートリッジカッターで1mmにカットした以外は、炭素繊維マット11と同様にして炭素繊維マット2を得た。得られた炭素繊維マット2の目付は90g/m2であった。
炭素繊維1をカートリッジカッターで3mmにカットした以外は、炭素繊維マット11と同様にして炭素繊維マット3を得た。得られた炭素繊維マット3の目付は90g/m2であった。
炭素繊維1をカートリッジカッターで9mmにカットした以外は、炭素繊維マット1と同様にして炭素繊維マット4を得た。得られた炭素繊維マット4の目付は90g/m2であった。
炭素繊維1をカートリッジカッターで6mmにカットしたこと、炭素繊維マットの目付を90g/m2としたこと、以外は炭素繊維マット1と同様にして炭素繊維マット5を得た。
炭素繊維2をカートリッジカッターで9mmにカットした以外は、炭素繊維マット1と同様にして炭素繊維マット6を得た。得られた炭素繊維マット6の目付は90g/m2であった。
炭素繊維マット1を1枚と、樹脂シート1を2枚用いて積層体を作製した。上記積層体を金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、210℃の温度で5MPaの圧力を120秒間保持したのち、圧力を保持した状態でキャビティ温度を50℃にまで冷却し、金型を開いてCFRTPシート状物1を得た。得られたCFRTPシート状物1の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット1を3枚と、樹脂シート2を2枚用いて積層体を作製したこと、付与する圧力を7MPaにしたこと以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物2を得た。得られたCFRTPシート状物2の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット1を1枚と、樹脂シート3を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物3を得た。得られたCFRTPシート状物3の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット1を1枚と、樹脂シート2を5枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物4を得た。得られたCFRTPシート状物4の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット1を4枚と、樹脂シート1を3枚用いて積層体を作製したこと、付与する圧力を10MPaとしたこと以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物5を得た。得られたCFRTPシート状物5の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット4を4枚と、樹脂シート1を3枚用いて積層体を作製した以外は、、参考例5と同様にしてCFRTPシート状物6を得た。得られたCFRTPシート状物6の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット4を3枚と、樹脂シート2を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物7を得た。得られたCFRTPシート状物7の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット4を1枚と、樹脂シート3を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物8を得た。得られたCFRTPシート状物8の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット3を3枚と、樹脂シート2を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物9を得た。得られたCFRTPシート状物9の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット3を1枚と、樹脂シート3を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物10を得た。得られたCFRTPシート状物10の特性を表1−1に示す。
炭素繊維マット6を3枚と、樹脂シート2を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物11を得た。得られたCFRTPシート状物11の特性を表1−2に示す。
炭素繊維マット6を1枚と、樹脂シート3を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物12を得た。得られたCFRTPシート状物12の特性を表1−2に示す。
炭素繊維マット2を3枚と、樹脂シート2を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物13を得た。得られたCFRTPシート状物13の特性を表1−2に示す。
炭素繊維マット2を1枚と、樹脂シート3を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物14を得た。得られたCFRTPシート状物14の特性を表1−2に示す。
炭素繊維マット1を5枚と、樹脂シート5を2枚用いて積層体を作製したこと、付与する圧力を15MPaとしたこと以外は、参考例1と同様にしてCFRTPシート状物15を得た。得られたCFRTPシート状物15の特性を表1−2に示す。
炭素繊維マット5を2枚と、樹脂シート6を3枚用いて積層体を作製した以外は、参考例1−2と同様にしてCFRTPシート状物16を得た。得られたCFRTPシート状物16の特性を表1に示す。
樹脂シート1の調整にて用いたポリプロピレンマスターバッチと、炭素繊維1とを、二軸押出機にて溶融混練して炭素繊維の割合が30体積%の短繊維マスターバッチを作製した。上記短繊維マスターバッチをシート状に加工して、目付が293g/m2のCFRTPシート状物17を作製した。得られたCFRTPシート状物17の特性を表1−2に示す。
樹脂シート1の調整にて用いたポリプロピレンマスターバッチと、炭素繊維1とを、二軸押出機にて溶融混練して炭素繊維の割合が10体積%の短繊維マスターバッチを作製した。上記短繊維マスターバッチをシート状に加工して、目付が248g/m2のCFRTPシート状物18を作製した。得られたCFRTPシート状物18の特性を表1−2に示す。
ガラス繊維強化熱可塑性樹脂(GMT)
Quadrant社製、“ユニシート”(登録商標)P4038−BK31をCFRTPシート状物19として用いた。特性を表1−2に示す。
熱可塑性シートモールディングコンパウンド(SMC)
炭素繊維1に対して、樹脂シート1にて調整したマスターバッチを含浸ダイにて溶融含浸させて、炭素繊維の割合を50体積%に調整した炭素繊維テープを作製した。前記炭素繊維テープをカートリッジカッターにてカットし、テープ長35mmのチョップドテープを作製し、該チョップドテープを自由落下によりランダム散布してシート状に形成した。さらに、形成したシートをプレス成形機に設置された金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、210℃の温度で5MPaの圧力を120秒間保持したのち、圧力を保持した状態でキャビティ温度を50℃にまで冷却し、金型を開いてCFRTPシート状物20を得た。得られたCFRTPシート状物20の特性を表1−2に示す。
炭素繊維マット1を1枚と、樹脂シート7を2枚用いて積層体を作製した。上記積層体を金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、240℃の温度で5MPaの圧力を120秒間保持したのち、圧力を保持した状態でキャビティ温度を50℃にまで冷却し、金型を開いてCFRTPシート状物21を得た。得られたCFRTPシート状物21の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット1を3枚と、樹脂シート8を2枚用いて積層体を作製したこと、付与する圧力を7MPaにしたこと以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物22を得た。得られたCFRTPシート状物22の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット1を1枚と、樹脂シート9を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物23を得た。得られたCFRTPシート状物23の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット1を1枚と、樹脂シート8を5枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物24を得た。得られたCFRTPシート状物24の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット1を4枚と、樹脂シート7を3枚用いて積層体を作製したこと、付与する圧力を10MPaとしたこと以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物25を得た。得られたCFRTPシート状物25の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット4を4枚と、樹脂シート7を3枚用いて積層体を作製した以外は、参考例25と同様にしてCFRTPシート状物26を得た。得られたCFRTPシート状物26の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット4を3枚と、樹脂シート8を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物27を得た。得られたCFRTPシート状物27の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット4を1枚と、樹脂シート9を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物28を得た。得られたCFRTPシート状物28の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット3を3枚と、樹脂シート8を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物29を得た。得られたCFRTPシート状物29の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット3を1枚と、樹脂シート9を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物30を得た。得られたCFRTPシート状物30の特性を表4−1に示す。
炭素繊維マット6を3枚と、樹脂シート8を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物31を得た。得られたCFRTPシート状物31の特性を表4−2に示す。
炭素繊維マット6を1枚と、樹脂シート9を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物32を得た。得られたCFRTPシート状物32の特性を表4−2に示す。
炭素繊維マット2を3枚と、樹脂シート8を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物33を得た。得られたCFRTPシート状物33の特性を表4−2に示す。
炭素繊維マット2を1枚と、樹脂シート9を2枚用いて積層体を作製した以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物34を得た。得られたCFRTPシート状物34の特性を表4−2に示す。
炭素繊維マット1を5枚と、樹脂シート10を2枚用いて積層体を作製したこと、付与する圧力を15MPaとしたこと以外は、参考例21と同様にしてCFRTPシート状物35を得た。得られたCFRTPシート状物35の特性を表4−2に示す。
樹脂シート7の調整にて用いたポリアミドマスターバッチと、炭素繊維1とを、二軸押出機にて溶融混練して炭素繊維の割合が30体積%の短繊維マスターバッチを作製した。上記短繊維マスターバッチをシート状に加工して、目付が365g/m2のCFRTPシート状物36を作製した。得られたCFRTPシート状物36の特性を表4−2に示す。
樹脂シート7の調整にて用いたポリアミドマスターバッチと、炭素繊維1とを、二軸押出機にて溶融混練して炭素繊維の割合が10体積%の短繊維マスターバッチを作製した。上記短繊維マスターバッチをシート状に加工して、目付が309g/m2のCFRTPシート状物37を作製した。得られたCFRTPシート状物37の特性を表4−2に示す。
構成要素(I)として参考例2のCFRTPシート状物2を1枚と、構成要素(II)として参考例3のCFRTPシート状物3を1枚用いて積層体を作製した。上記積層体を金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、180℃の温度で3MPaの圧力を120秒間保持したのち、圧力を保持した状態でキャビティ温度を50℃まで冷却し、金型を開いて中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表2に示す。
構成要素(I)として参考例1のCFRTPシート状物1を2枚と、構成要素(II)として参考例3のCFRTPシート状物3を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表2に示す。
構成要素(I)として参考例6のCFRTPシート状物6を1枚と、構成要素(II)として参考例3のCFRTPシート状物3を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表2に示す。
構成要素(I)として参考例5のCFRTPシート状物5を1枚と、構成要素(II)として参考例8のCFRTPシート状物8を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表2に示す。
構成要素(I)として参考例9のCFRTPシート状物9を1枚と、構成要素(II)として参考例10のCFRTPシート状物10を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表2に示す。
構成要素(I)として参考例7のCFRTPシート状物7を1枚と、構成要素(II)として参考例8のCFRTPシート状物8を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表2に示す。
構成要素(I)として参考例1のCFRTPシート状物1を4枚と、構成要素(II)として参考例3のCFRTPシート状物3を4枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表2に示す。
構成要素(I)として参考例1のCFRTPシート状物1を8枚と、構成要素(II)として参考例3のCFRTPシート状物3を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表2に示す。
構成要素(I)として参考例22のCFRTPシート状物を1枚と、構成要素(II)として参考例23のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した。上記積層体を金型キャビティ内に配置して金型を閉じ、240℃の温度で3MPaの圧力を120秒間保持したのち、圧力を保持した状態でキャビティ温度を50℃まで冷却し、金型を開いて中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表5に示す。
構成要素(I)として参考例21のCFRTPシート状物を2枚と、構成要素(II)として参考例23のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表5に示す。
構成要素(I)として参考例26のCFRTPシート状物を1枚と、構成要素(II)として参考例23のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表5に示す。
構成要素(I)として参考例25のCFRTPシート状物を1枚と、構成要素(II)として参考例28のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表5に示す。
構成要素(I)として参考例29のCFRTPシート状物29を1枚と、構成要素(II)として参考例30のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表5に示す。
構成要素(I)として参考例27のCFRTPシート状物を1枚と、構成要素(II)として参考例28のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表5に示す。
構成要素(I)として参考例21のCFRTPシート状物を4枚と、構成要素(II)として参考例23のCFRTPシート状物を4枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表5に示す。
構成要素(I)として参考例21のCFRTPシート状物を8枚と、構成要素(II)として参考例23のCFRTPシート状物を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表5に示す。
参考例1のCFRTPシート状物1を中間基材としてそのまま用いた。上記中間基材の特性を表3に示す。
参考例2のCFRTPシート状物2を中間基材としてそのまま用いた。上記中間基材の特性を表3−1に示す。
参考例19のCFRTPシート状物19を中間基材としてそのまま用いた。上記中間基材の特性を表3−1に示す。
参考例20のCFRTPシート状物20を中間基材としてそのまま用いた。上記中間基材の特性を表3−1に示す。
積層単位(I)として参考例11のCFRTPシート状物11を1枚と、積層単位(II)として参考例12のCFRTPシート状物12を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−1に示す。
積層単位(I)として参考例17のCFRTPシート状物17を2枚と、積層単位(II)として参考例18のCFRTPシート状物18を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−1に示す。
積層単位(I)として参考例13のCFRTPシート状物13を1枚と、積層単位(II)として参考例14のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−1に示す。
積層単位(I)として参考例2のCFRTPシート状物2を1枚と、積層単位(II)として参考例1のCFRTPシート状物1を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−2に示す。
積層単位(I)として参考例2のCFRTPシート状物2を1枚と、積層単位(II)として樹脂シート1を5枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−2に示す。
積層単位(I)として参考例4のCFRTPシート状物4を1枚と、積層単位(II)として参考例3のCFRTPシート状物3を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−2に示す。
積層単位(I)として参考例15のCFRTPシート状物15を1枚と、積層単位(II)として参考例1のCFRTPシート状物1を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−2に示す。
積層単位(I)として参考例1のCFRTPシート状物1を2枚と、積層単位(II)として参考例16のCFRTPシート状物16を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−2に示す。
積層単位(I)として参考例2のCFRTPシート状物2を2枚と、積層単位(II)として参考例3のCFRTPシート状物3を5枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−2に示す。
積層単位(I)として参考例2のCFRTPシート状物2を10枚と、積層単位(II)として参考例3のCFRTPシート状物3を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例1と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表3−2に示す。
参考例21のCFRTPシート状物を中間基材としてそのまま用いた。上記中間基材の特性を表6に示す。
参考例22のCFRTPシート状物を中間基材としてそのまま用いた。上記中間基材の特性を表6に示す。
積層単位(I)として参考例31のCFRTPシート状物を1枚と、積層単位(II)として参考例32のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を6に示す。
積層単位(I)として参考例33のCFRTPシート状物を1枚と、積層単位(II)として参考例34のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表6に示す。
積層単位(I)として参考例22のCFRTPシート状物を1枚と、積層単位(II)として参考例21のCFRTPシート状物を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表6に示す。
積層単位(I)として参考例22のCFRTPシート状物を1枚と、積層単位(II)として樹脂シート7を5枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表6に示す。
積層単位(I)として参考例24のCFRTPシート状物を1枚と、積層単位(II)として参考例23のCFRTPシート状物を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表6に示す。
積層単位(I)として参考例35のCFRTPシート状物を1枚と、積層単位(II)として参考例21のCFRTPシート状物を2枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表6に示す。
積層単位(I)として参考例22のCFRTPシート状物を2枚と、積層単位(II)として参考例23のCFRTPシート状物を4枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表6に示す。
積層単位(I)として参考例22のCFRTPシート状物を6枚と、積層単位(II)として参考例23のCFRTPシート状物を1枚用いて積層体を作製した以外は、実施例9と同様にして中間基材を得た。得られた中間基材の特性を表6に示す。
9 二次元接触角、二次元配向角
10、16、19、22、23、24、25、26、27 プレス成形用中間基材
11、12、13、14、17、18、20、21、28、29 繊維強化熱可塑性樹脂シート状物
15 係合部
30 成形品
31、33 天板部
32 曲げ試験片
Claims (11)
- 熱可塑性樹脂中に不連続強化繊維がモノフィラメント状かつランダムに分布した中間基材であって、下記構成要素(I)および(II)が互いに積層されており、前記中間基材における構成要素(I)および(II)の総量に対する構成要素(II)の割合が30〜70体積%であって、下記構成要素(I)および(II)のそれぞれにおける強化繊維のアスペクト比が250以上1000以下であり、かつ、下記VfIおよびVfIIが0.8VfI>VfIIを満たす、プレス成形用中間基材。
(I)強化繊維の割合VfIが15体積%以上40体積%以下である繊維強化熱可塑性樹脂シート状物
(II)強化繊維の割合VfIIが5体積%以上15体積%未満である繊維強化熱可塑性樹脂シート状物 - 前記中間基材における構成要素(I)および(II)の総量に対する構成要素(II)の割合が40〜60体積%である、請求項1に記載のプレス成形用中間基材。
- 前記構成要素(I)および(II)を構成する不連続強化繊維の平均アスペクト比が400以上800以下である、請求項1または2に記載のプレス成形用中間基材。
- 前記構成要素(I)の強化繊維の割合VfIが20体積%以上30体積%以下である、請求項1〜3のいずれかに記載のプレス成形用中間基材。
- 前記プレス成形用中間基材における強化繊維の割合Vfが10体積%以上30体積%以下である、請求項1〜4のいずれかに記載のプレス成形用中間基材。
- 前記構成要素(I)および(II)を構成する強化繊維が炭素繊維である、請求項1〜5のいずれかに記載のプレス成形用中間基材。
- 前記構成要素(I)および(II)を構成する熱可塑性樹脂がポリオレフィン、ポリアミド、ポリアリーレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトンの群から選択される少なくとも1つを含んでなる、請求項1〜6のいずれかに記載のプレス成形用中間基材。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のプレス成形用中間基材の複数枚を積層した、プレス成形用プリフォーム。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のプレス成形用中間基材ないしプリフォームをチャージ率50%以上100%未満にて金型キャビティ中に配置したのちプレス成形する、成形品の製造方法。
- プレス成形の手段が、スタンピング成形ないしヒートアンドクール成形である、請求項9に記載の成形品の製造方法。
- 成形品が自動車内外装、電気・電子機器筐体、自転車、航空機内装材、輸送用箱体として用いられるものである、請求項9または10に記載の成形品の製造方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014004775A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Toray Ind Inc | プレス成形用中間基材、プリフォーム、および成形品の製造方法 |
JP2016093948A (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 株式会社 サン・テクトロ | 熱可塑性プリプレグ成形品の製造方法 |
KR101749423B1 (ko) * | 2015-11-12 | 2017-06-21 | 송효철 | 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법 |
WO2018143068A1 (ja) | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 東レ株式会社 | 繊維強化樹脂成形材料 |
WO2019131125A1 (ja) | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 東レ株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0852735A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Kuraray Co Ltd | 熱可塑性樹脂およびガラス繊維からなるシート状複合材料 |
JP2002060631A (ja) * | 2000-08-15 | 2002-02-26 | Toshiba Corp | 樹脂系複合材料、樹脂系複合材料の製造方法及び樹脂系複合材料を用いた軸受装置 |
JP2002212441A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-07-31 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物およびそれを用いた成形材料ならびに成形品 |
JP2004143226A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Toyobo Co Ltd | 圧縮成形用材料 |
WO2007097436A1 (ja) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Toray Industries, Inc. | 繊維強化熱可塑性樹脂成形体、成形材料、およびその製造方法 |
JP2010235779A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toray Ind Inc | プリプレグ、プリフォームおよび成形品 |
JP2014004775A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Toray Ind Inc | プレス成形用中間基材、プリフォーム、および成形品の製造方法 |
-
2013
- 2013-06-11 JP JP2013122549A patent/JP5994737B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0852735A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Kuraray Co Ltd | 熱可塑性樹脂およびガラス繊維からなるシート状複合材料 |
JP2002060631A (ja) * | 2000-08-15 | 2002-02-26 | Toshiba Corp | 樹脂系複合材料、樹脂系複合材料の製造方法及び樹脂系複合材料を用いた軸受装置 |
JP2002212441A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-07-31 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物およびそれを用いた成形材料ならびに成形品 |
JP2004143226A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Toyobo Co Ltd | 圧縮成形用材料 |
WO2007097436A1 (ja) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Toray Industries, Inc. | 繊維強化熱可塑性樹脂成形体、成形材料、およびその製造方法 |
JP2010235779A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toray Ind Inc | プリプレグ、プリフォームおよび成形品 |
JP2014004775A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Toray Ind Inc | プレス成形用中間基材、プリフォーム、および成形品の製造方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014004775A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Toray Ind Inc | プレス成形用中間基材、プリフォーム、および成形品の製造方法 |
JP2016093948A (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 株式会社 サン・テクトロ | 熱可塑性プリプレグ成形品の製造方法 |
KR101749423B1 (ko) * | 2015-11-12 | 2017-06-21 | 송효철 | 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법 |
WO2018143068A1 (ja) | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 東レ株式会社 | 繊維強化樹脂成形材料 |
KR20190107676A (ko) | 2017-02-02 | 2019-09-20 | 도레이 카부시키가이샤 | 섬유 강화 수지 성형 재료 |
WO2019131125A1 (ja) | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 東レ株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 |
KR20200093536A (ko) | 2017-12-26 | 2020-08-05 | 도레이 카부시키가이샤 | 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료 |
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