JP2016150547A - Cfrtp複合体の製造方法とそのcfrtp複合体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、生産性の高い射出成形方法により、CFRTPと、このマトリックス樹脂である結晶性熱可塑性樹脂を主成分とする結晶性熱可塑性樹脂組成物、金属部材等を一体化して成形したCFRTP複合体(積層体)を製造するものであり、CFRTP複合体の製造方法とそのCFRTP複合体を提供することにある。
本発明の他の目的は、CFRTPと、このマトリックス樹脂である結晶性熱可塑性樹脂を主成分とする結晶性熱可塑性樹脂組成物、金属部材等を積層し一体化して成形したCFRTP複合体(積層体)において、互いの素材間の接合強度が高いCFRTP複合体の製造方法とそのCFRTP複合体を提供することにある。
本発明1のCFRTP複合体の製造方法は、
CFRTPを積層したCFRTP複合体の製造方法において、
結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするCFRTPプリプレグを原料として熱プレス成形を行い、CFRTP形状物を得る工程と、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物(B)を用意する工程と、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)の融点をMpAとして、射出温度をMpA+45℃以上とし、金型温度をMpA−95℃以上か130℃以上の射出成形条件で、前記CFRTP形状物を射出成形金型にインサートし、前記樹脂組成物(B)を射出する射出接合工程とからなる。
CFRTPを積層したCFRTP複合体の製造方法において、
結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするCFRTPプリプレグを原料として熱プレス成形を行い、CFRTP形状物を得る工程と、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とし、この主成分高分子と異なる熱可塑性樹脂又は高沸点有機物である結晶化速度抑制物質(C)を配合した組成の樹脂組成物(D)を用意する工程と、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)の融点をMpAとして、金型温度を(MpA−140)℃以上か130℃以上にした上で、射出成形金型に前記CFRTP形状物をインサートし、金型を閉め、前記樹脂組成物(D)を射出する射出接合工程とからなる。
結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物の形成層が表面を覆い、その内部に前記結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするCFRTPが含まれる形状を基本的にとるCFRTP複合体であって、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択される1種であり、且つ
前記樹脂組成物の形成層が、射出成形機によって形成された層であることを特徴とする。
20〜40nm径の凹部で全面が覆われたアルミ合金形状物上に、
結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物の形成層、前記結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするCFRTPが積層されているCFRTP複合体であって、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及び、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択される1種であり、且つ
前記樹脂組成物の形成層が、射出成形機によって形成された層であることを特徴とする。
0.8〜10μm周期の凹凸ある粗面で全面が覆われ、その粗面に5〜200nm周期の超微細凹凸面形状があり、且つ、その表面が金属酸化物又は金属リン酸化物の如きセラミック質薄層で覆われている金属形状物上に、
結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物の形成層、前記結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするFRTPが積層されたCFRTP複合体であって、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及び、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択される1種であり、且つ
前記樹脂組成物の形成層が、射出成形機によって形成された層であることを特徴とする。
以下、本発明でいうCFRTPは、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックであり、炭素繊維に樹脂を含浸した成形用中間材料であるCFRTPプリプレグ等で作られた、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの板材、管材等の汎用製品、製造工程中の中間製品をいう。本発明でいうCFRTP形状物、CFRTP板状体は、上記CFRTPを熱成形、機械加工等で所望の形状に加工したものをいう。本発明でいう金属形状物は、汎用の金属材等を所望の形状に加工、又は表面処理されたものをいう。本発明でいうCFRTP複合体は、このCFRTP、CFRTP形状物、金属形状物、CFRTPを構成するマトリックス樹脂等を積層した積層物をいう。
以下、前述したCFRTP複合体の成形の概要を説明する。図1は、本発明のCFRTP複合体の製造工程の概要を示すプロック図である。図1に示すCFRTPプリプレグは、炭素繊維にマトリックス樹脂である結晶性熱可塑性合成樹脂を含浸させた成形用中間材料である。このCFRTPプリプレグを積層、ワインデング等を行って、成形前、及び/又は熱プレス成形金型内で加熱して、成形金型による熱プレス成形で所望の形状に成形してCFRTP形状物を作製する。このCFRTP形状物は、この成形後に必要があれば所望の形状に整えるために孔明け、切削、切断等の機械加工を行う。更に、このCFRTP形状物の表面に、後述する結晶化抑制物質を塗布すると良い。ただし、CFRTP形状物の表面に、この結晶化抑制物質を塗布することは、必須要件ではない。
前述したCFRTP複合体の製造方法の概要は、前述した通りであるが、本発明の製造方法の要旨は次の4通りである。
(1)CFRTPを構成するマトリックス樹脂である結晶性熱可塑性樹脂を主成分とする結晶性熱可塑性樹脂組成物の融点をMpAとしたとき、射出温度をMpA+45℃以上とし、金型温度をMpA−95℃以上から130℃以上にした上で、前記CFRTP形状物を射出成形金型にインサートし、前記結晶性熱可塑性樹脂組成物を射出する射出接合工程を有するものである。
(2)CFRTPを構成するマトリックス樹脂である結晶性熱可塑性樹脂を主成分とする結晶性熱可塑性樹脂組成物と、この主成分と異なる低分子の高分子及び/又は高沸点有機物である結晶化速度抑制物質(C)を配合した前記結晶性熱可塑性樹脂組成物を主成分とする樹脂を射出する射出接合工程を有するものである。
熱プレス成形で得たCFRTP形状物を、射出成形金型にインサートし、そこへCFRTPに使用されているマトリックス樹脂である結晶性熱可塑性樹脂を主成分とする結晶性熱可塑性樹脂組成物を射出し、接合させることで、正確な一定形状のCFRTP複合体が量産できる。この製造方法は、生産性の高い射出成形であり、生産性が高く、しかも例えば自動車の車体等の複雑な形状のCFRTP複合体が得られる。
この製造法の問題は、射出成形金型内にインサートしたCFRTP形状物、即ち強化繊維入り結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品と、射出される結晶性熱可塑性樹脂が熱融着するか否かが不確かなことである。要するに、CFRTPを構成するマトリックス樹脂である結晶性熱可塑性樹脂と、射出される溶融樹脂が同種であっても、結晶性熱可塑性樹脂同士の樹脂・樹脂間の射出接合は、従来の理論では接合力が弱いとされている。即ち、高分子の物理化学では、一旦結晶化して固化した、マトリックス樹脂であるPA66、PPS、PEEK等の高結晶性熱可塑性樹脂は、射出成形金型内にインサートされた後に、同種の高結晶性熱可塑性樹脂の射出を受けても熱融着し難いとされ、事実もその通りである。本発明は、この点を解決しないと使用可能な技術にならない。
本発明でいう結晶化抑制物質は、溶融し射出された結晶性熱可塑性合成樹脂がインサート物に接触したとき、一瞬、その結晶性熱可塑性合成樹脂の結晶化を遅延させるためのものである。PA6、PA66等のポリアミドであれば、脂肪族ジアミンを含むジアミン、又はポリオレフィン、熱可塑性エラストマー等の非晶性高分子である。PPS、PEEKであれば、ポリオレフィン、熱可塑性エラストマー等の非晶性高分子を配合したものがこれに該当する。
一つは樹脂の最も基本特性を考慮した推論である。通常用いられている射出成形条件よりも射出温度を上げ、金型温度を上げることである。この方法は、結晶性熱可塑性樹脂中の非晶性樹脂同士の射出接合を、2色成形機で成功させるために使われる常識的な方法であり、それを高結晶性の熱可塑性合成樹脂に使えるかを試すことである。理論的には、第1樹脂組成物により高温で大量の熱量を与えることで、第1樹脂組成物中の結晶が多少は緩み、且つ、その非晶部が溶融することを狙ったものである。ただ、この最も単純な方法が高結晶性樹脂に対して、実際には使われない理由は全く別のところにある。
本発明者等は、金属材とエンプラ、スーパーエンプラ等との射出接合法(本発明者等の定義)を開発した者である。具体的には、アルミ合金材とポリアミド樹脂、ポリブチレンサルファイド樹脂(以下、「PBT」という。)、PPS等とを、剪断破断応力で40MPa以上の強い接合力で射出接合して一体化するNMT技術(例えば、WO2004/041532)、及び、あらゆる金属材とポリアミド樹脂、PBT、PPS等とを、40MPa程度の強い接合力で射出接合して一体化する新NMT技術(例えば、WO2008/069252、WO2008/081933等)を発明し、NMT技術、新NMT技術と命名した。更に言えば、各種金属材とポリエーテルエーテルケトン樹脂(以下「PEEK」という。)、熱可塑性ポリイミドを30〜40MPaで射出接合する技術を本発明者等は開発し、又は開発中である。
理論的な一致から、金属との射出接合、固化した樹脂との射出接合に同じ樹脂組成物が使用できることが判明した。それ故、射出成形金型に、CFRTP、又はこれを成形したCFRTP形状物と、前述の本発明者等が提案したNMT、新NMT処理をした金属材の双方をインサートし、そこへCFRTPのマトリックス樹脂を主成分とする樹脂組成物である金属射出接合用の樹脂組成物を射出すれば、金属材とCFRTP形状物が接合したCFRTP複合体を製造できることが判明した。
[1.金属形状物とその表面処理]
本発明の金属材付きCFRTP複合体を作成する場合、以下の表面処理をした金属材を使用する。使用する金属種に実質な制限はない。即ち、マグネシウム合金、アルミ合金、チタン合金、銅合金、ステンレス鋼、一般鋼材、アルミ鍍金鋼板等のあらゆる物が使用できる。
本発明者等がいうNMT処理法は、公知技術であり、アルミ合金、アルミ鍍金鋼板の表面処理方法である。NMT処理法は、機械加工等で必要な形状物に標準品であるアルミ合金、アルミ鍍金鋼板等を加工した後、各種合金やアルミ鍍金鋼板に適した特定のNMT処理(例えば、特開2003−251654参照)を施して、射出接合に最適の表面物性(自然酸化被膜等)、表面形状(粗さ)を形成するものである。
上記NMTを改良した新NMT処理も公知技術であり、全金属の種類が対象の処理方法である。新NMT処理による金属と樹脂の複合体の製造方法は、機械加工等で必要な形状物に金属合金材を加工した後、新NMT処理で各合金に適した特定の表面処理を施して、この合金を射出成形金型内にインサートして、これに結晶性熱可塑性樹脂を射出して、金属と樹脂の複合体(積層体)を得るものである。このとき、金属表面を最適な表面形状、表面物性品に仕上げるのが、新NMT処理法(例えば、WO2008/081933、WO2004/41532等)である。新NMT処理とは、金属材の種類で若干異なるが、表面を液浸漬処理法によって、結果的に、0.8〜10μm周期(好ましくは1〜4μm周期)の凹凸ある粗面とし、且つ、その粗面を更に5〜300nm周期の微細凹凸面形状にし、且つ、その表面は金属酸化物、金属リン酸化物の様なセラミック質の表面薄層で覆われた物にする処理法である。
炭素繊維束を樹脂で固めつつテープ状に押し出したものが樹脂メーカー、炭素繊維メーカー等で量産試作されており、かつ市販されているので入手でき、本発明ではこれらを使用できる。本発明者等が使用したのは、市販のPA6、PA66、PPSの炭素繊維束樹脂テープであり、幅50mm厚さ約0.2mmの長尺黒色テープであった。繊維含有率は50%程度とされる。これらを裁断してプレス金型の下型のキャビティー内に、繊維方向を勘案しながら敷き並べて、投入量は質量で決めて積層した。積層が完了すると、この上にプレス金型の上型を挿入する。
以下に説明するCFRTPを得るには、少なくとも水冷回路付きの上下熱盤が装着されたプレス機が必要である。本発明者等は市販のミニプレス機を入手し使用した。前述したように熱プレス機で優れたCFRTPの成形品を再現性よく製造する方法は未だ分からないが、このミニプレス機を使用して本発明者等が行った熱プレス操作は以下の通りである。
本発明者等がCFRTPを所望の形状に成形した形状物を得るべく行った熱プレス手法は、以下の通りである。本発明者等の場合、目的とするCFRTPの形状は、100mm×100mm×約3mm厚でありプレス金型はこれに見合った金型寸法の物であった。プレス金型内にCFRTPプリプレグを充填して、プレス機に取り付け油圧計で確認出来る最低圧、例えばプレス面基準で、0.5MPa(5kg/cm2)をかける。そして熱盤の昇温を開始した。上下熱盤の温度制御を各々制御し、上下熱盤の温度に差異なく昇温できるように務めた。そして昇温して行くと突然にプレス油圧が急落する。この時点は樹脂溶解が上下面の何れかで広く起こった時点であり、直ちに熱盤電源を切り、冷却水を供給し、そしてプレス型を覆っていた断熱材を外す。この油圧急低下の時点を起点として、10秒ほど後に下がっていたプレス油圧を0.5MPaレベルに戻した。
PPS製のCFRTP形状物を製造するときの熱プレス操作を例に述べる。PPSの融点280℃に対し、上下熱盤温度を一致させつつ昇温した処、熱盤の温度計が320℃を過ぎた時点でプレス油圧が急減した。直ちに冷却水をフルに流し断熱材を外した。これを起点時間として、20秒待ってからプレス圧をプレス面換算で、0.5MPaに戻した。この0.5MPa圧下でも樹脂漏れがごく低速ながら10秒ほどあった。起点時間より80秒待ち、熱盤温度が220℃まで下がった時点で、5MPaに昇圧し、樹脂漏れが再開していないのを確認したら、起点時間より90秒後だがプレス圧を8MPaまで昇圧した。昇圧によって樹脂漏れ部が動いたが続いての漏れはなかった。このまま水冷を続け、上下熱盤温度が80℃を切った時点でプレス機からプレス型を外し、プレス型から内容物を取り出した。
100mm×100mm×(2.5〜3)mm厚の熱プレス成形したCFRTP板状物を得たが、その簡単な評価法として本発明者等は以下3点を記録した。判定は、優良品、良品、並品、不良品の4段階で評価した。第1点は、板状物の重心位置を下から指先で支えて金属棒で成形品を叩くことで判定した。金属音がすれば優良品、木質音であれば不良品である。第2点は、上下表面の観察であり円滑面になっているかポツポツとした凹部がどれだけ何れの外観面で評価した。上下面とも円滑面が優良品、片面は円滑面だが別面にポツポツとした凹部が少量残っていると良品、片面は円滑面だが別面にポツポツした凹部が多数残っていると並品、上下面ともに円滑面でなければ不良品である。第3点は、周辺をダイヤモンド刃の小型高速回転鋸で0.5cm幅にて全周切断し90mm×90mm板状物にする。その上で切断面を観察する。綺麗に切断できていれば優良品、切断面がガサついておれば並品、ボイドが発見されれば不良品と判定した。
射出成形金型に、前述したCFRTP形状物(又は汎用の板材等のCFRTP)をインサートし、前述した射出接合用の結晶性熱可塑性樹脂組成物を射出し、CFRTP形状物(第1樹脂組成物の成形品)に、射出した樹脂組成物(第2樹脂組成物)が接合して、即ち、CFRTPと樹脂の積層体であるCFRTP複合体を得る。この所望の形状を成形する射出成形と、板材等の汎用のCFRTP、又はこれを成形したCFRTP形状物と、このCFRTPを構成するマトリックスを主成分とする結晶性熱可塑性樹脂組成物との接合を同士に行う工程は、本発明では最終工程に当たる。更に、射出成形金型に、前述した表面処理済み金属材と、前述したCFRTP形状物(又は、汎用のCFRTP)の双方をインサートし、前述した射出接合用の樹脂組成物を射出し、CFRTP形状物(第1樹脂組成物の成形品)に、射出した樹脂組成物(第2樹脂組成物)が接合して、金属材付きCFRTP複合体を得る。
(a)接合強度の測定
引っ張り試験機「MODEL-1323VR(アイコーエンジニアリング株式会社(本社:日本国東大阪市)製)」を使用し、引っ張り速度10mm/分で剪断破壊応力を測定した。
(b)熱プレス操作に使用したプレス機
小型プレス機「ミニテストプレス(型式:MP-WNH、株式会社東洋精機製作所(本社:日本国東京都)製))」を使用した。
炭素繊維束を、マトリックス樹脂であるPA66で固めて、幅50mm×0.2mm厚のテープ状物にした市販品を入手し、これを100mm毎の長さに切断して、多数のPA6製のCFRTPプリプレグを用意した。100mm×100mm×(1〜10)mmのキャビティーを有するプレス金型を用意し、その下型に前記プリプレグを80枚使い、2枚づつの40層を方向90度切り替えつつ積層した。そして、下型の上に上型を載せて閉じ、水冷回路付き上下熱盤が組み込まれている前述のプレス機(図示せず)に載置した。その後、プレス油圧をプレス面当たり0.5MPaに一致する圧力を供給する。そしてプレス金型の周りを断熱材で包んだ。
矩形板である100mm(縦)×100mm(横)×0.4mm(肉厚)のA5052アルミ合金薄板に、前述したNMT処理を施した(図示せず)。具体的には、液槽にアルミ用脱脂剤「NE−6(メルテックス株式会社(本社:日本国東京都)製)」7.5%を含む水溶液を60℃とし、アルミ合金薄板を5分間浸漬して公共水道水(日本国群馬県太田市)で水洗した。次に別の槽に、40℃とした1%濃度の塩酸水溶液を用意し、この脱脂処理したアルミ合金薄板をこの塩酸水溶液に1分間浸漬して水洗した。次に別の槽に、40℃とした1.5%苛性ソーダ水溶液を用意し、これにアルミ合金薄板を4分間浸漬し、水洗した。次に別の槽に、40℃の3%濃度の硝酸水溶液に、3分間浸漬し水洗した。次に別の槽に、60℃とした3.5%濃度の水和ヒドラジン水溶液を用意してこれに1分間浸漬し、次に別の槽に、33℃とした0.5%濃度の水和ヒドラジン水溶液を用意して、これに6分間浸漬し水洗した。
以下、実験3は、アルミ合金板板9とCFRTP形状物1の間の接合力(剪断破断応力)を計測するための加工処理であり、複合体の製造方法とは直接的には関係はない。実験例2で得た、アルミ合金薄板付きPA66製CFRTP複合体20(図5参照)の周辺を切断し、中央部から100mm×15mmの長方形片をダイヤモンド刃付きの小型回転鋸で切出した。更に、その両端を切断し90mm×15mmの長方形片とした(図示せず)。一方、1.6mm厚のSPCC(冷間圧延鋼板)から、90mm×15mmの長方形片を切り出した。このSPCC片21に以下の処理を加えた。即ち、槽にアルミ用脱脂剤「NE−6(メルテックス株式会社(本社:日本国東京都)製)」7.5%を含む水溶液を60℃とし、鋼板薄板板を5分間浸漬して水道水(群馬県太田市)で水洗した。
矩形板である100mm×100mm×0.4mm厚のA5052アルミ合金薄板を、前述したNMT処理した。具体的には、実験例2のA5052アルミ合金の表面処理法と全く同様に行った。一方、炭素繊維束をPPSで固めて幅50mm×0.2mm厚のテープ状物にした物を入手し、これを100mm毎に切断して多数のPPS製のCFRTPプリプレグを得た。100mm×100mm×(1〜10)mmのキャビティーを有するプレス金型(図示せず)を用意し、その下型に前記プリプレグを80枚使い、2枚づつの40層を方向90度切り替えつつ積層した。そして上型をして閉め、水冷回路付き上下熱盤が組み込まれている前述した小型プレス機に乗せた。そしてプレス油圧をプレス面当たり1MPaに一致する圧に送油する。そしてプレス金型の周りを断熱材で包んだ。
矩形板である100mm×100mm×0.4mm厚のA5052アルミ合金薄板を、前述したNMT処理をした。具体的には、実験例2のA5052アルミ合金の表面処理法と同じである。一方、PEEKをマトリックス樹脂とし、綾織炭素繊維クロスから製造された市販のCFRTP板状物(120mm×100mm×3mm厚)(株式会社UCH(本社:埼玉県入間郡三芳町)製)を入手した。外観の表面性状が良く、叩くと金属音がしてCFRTPとしては良い出来上がりものと判断される。
矩形板である100mm×100mm×0.4mm厚の純チタン系チタン合金薄板「TP340(新日鐵住金株式会社(本社:日本国東京都千代田区)製)」を、新NMT処理した。具体的には、槽にアルミ用脱脂剤「NE−6(メルテックス株式会社(本社:日本国東京都)製)」7.5%を含む水溶液を60℃とし、その合金薄板を5分間浸漬して水道水(群馬県太田市)で水洗した。次いで、別の槽に40℃とした1.5%濃度の苛性ソーダ水溶液を用意し、これにチタン片を1分間浸漬して水洗した。次いで、別の槽に60℃とした2%濃度の万能エッチング剤「KA−3(株式会社金属化工技術研究所( 本社:日本国東京都墨田区)製)」水溶液を用意し、これに薄板片を4分間浸漬し、水洗した。
矩形板である100mm×100mm×0.4mm厚のアルミ鍍金鋼板「アルスター鋼板(登録商標、日新製鋼株式会社(本社:日本国東京都千代田区)製)」を新NMT処理した。具体的には、槽にアルミ用脱脂剤「NE−6(メルテックス株式会社(本社:日本国東京都)製)」を7.5%を含む水溶液を60℃とし、薄板片を5分間浸漬して水道水(群馬県太田市)で水洗した。次いで、別の槽に40℃とした1%濃度の塩酸水溶液を用意し、これに鋼板片を1分間浸漬して水洗した。次いで別の槽に40℃とした1.5%濃度の苛性ソーダ水溶液を用意し、これに鋼板片を4分間浸漬し、水洗した。次いで別の槽に40℃の3%濃度の硝酸水溶液に3分間浸漬し、超音波発振端付きの水洗槽に5分浸漬した。
図8は、樹脂・樹脂の射出接合実験をしたときの引っ張破断応力をするための射出成形物の形状とピンゲート位置を示したものである。この射出成形金型を使い、PA6、PA66、PBT、PPS、PEEKの単独樹脂型の樹脂成形物(第1樹脂組成物)を射出成形した。これで得た45mm×10mm×3mm厚の樹脂成形物を約1/2に、回転鋸で切断し、ピンゲート跡の付いていない方を取り、切断面を回転砥石で研磨し平面とした。そして得た各種樹脂製の多数の樹脂片をSUS製ザルに取り、中性洗剤を溶かした超音波発振端付きの槽(脱脂槽)に前記ザルを5分間沈めて洗浄し、次いで水道水でよく水洗し、80℃にした温風乾燥機に15分入れてザルごと乾燥し、樹脂片をザルから空けてアルミ箔で包んで保管した。
2…貫通孔
3…樹脂棒
9…金属形状物
10…射出成形用金型
11…固定型板
12…可動型板
13…キャビティ
23…接合面
25…測定片
Claims (13)
- CFRTPを積層したCFRTP複合体の製造方法において、
結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするCFRTPプリプレグを原料として熱プレス成形を行い、CFRTP形状物を得る工程と、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物(B)を用意する工程と、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)の融点をMpAとして、射出温度をMpA+45℃以上とし、金型温度をMpA−95℃以上か130℃以上の射出成形条件で、前記CFRTP形状物を射出成形金型にインサートし、前記樹脂組成物(B)を射出する射出接合工程と
からなるCFRTP複合体の製造方法。 - CFRTPを積層したCFRTP複合体の製造方法において、
結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするCFRTPプリプレグを原料として熱プレス成形を行い、CFRTP形状物を得る工程と、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とし、この主成分高分子と異なる熱可塑性樹脂又は高沸点有機物である結晶化速度抑制物質(C)を配合した組成の樹脂組成物(D)を用意する工程と、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)の融点をMpAとして、金型温度を(MpA−140)℃以上か130℃以上にした上で、射出成形金型に前記CFRTP形状物をインサートし、金型を閉め、前記樹脂組成物(D)を射出する射出接合工程と
からなるCFRTP複合体の製造方法。 - 請求項1又は2のCFRTP複合体の製造方法において、
前記CFRTP形状物の全面又は必要な表面に、高沸点有機物である結晶化速度抑制物質(E)の有機溶剤溶液に溶かして塗布、乾燥させ、前記結晶化速度抑制物質(E)が塗布された前記CFRTP形状物を得る工程と
からなることを特徴とするCFRTP成形品の製造方法。 - 請求項1〜3から選択される1項に記載のCFRTP複合体の製造方法において、
化成処理することで20〜40nm径の凹部で全面が覆われた形状とし、且つ、表面にアミン系分子が化学吸着しているものとしたアルミ合金形状物を用意するか、又は、
化成処理することで、0.8〜10μm周期の凹凸ある粗面で全面が覆われ、その粗面に5〜200nm周期の超微細凹凸面形状があり、且つ、その表面が金属酸化物又は金属リン酸化物の如きセラミック質薄層で覆われている金属形状物を用意して、
前記射出成形金型に、前記CFRTP形状物と前記金属形状物の双方をインサートして行う射出接合工程である
ことを特徴とする金属付きのCFRTP複合体の製造方法。 - 請求項1ないし4から選択される1項に記載のCFRTP複合体の製造方法において、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)は、6ナイロン樹脂、66ナイロン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択される1種である
ことを特徴とするCFRTP成形品の製造方法。 - 請求項1ないし5から選択される1項に記載のCFRTP複合体の製造方法において、
前記結晶化速度抑制物質(C,E)は、
前記主成分である前記結晶性熱可塑性樹脂(A)と異なる異高分子であり、且つ、前記結晶性熱可塑性樹脂(A)と相溶る高分子である、
少なくとも2種の高分子の組み合わせであり、その一つ前記結晶性熱可塑性樹脂(A)と異なる高分子であって、且つ前記結晶性熱可塑性樹脂(A)と完全相溶しない高分子であり、他の少なくとも一つが前記結晶性熱可塑性樹脂(A)と前記異高分子とを部分相溶又は完全相溶させる相溶化剤的高分子である、
高沸点の有機物分子であり、200℃程度の高温下で高分子(A)と化学反応して高分子断裂反応を起こし得る有機物であること、及び
高沸点の有機物分子又はやや低分子量の高分子(オリゴマー)であって、高温下で高分子(A)とよく相溶する物である
から選択される一種である
ことをを特徴とするCFRTP複合体の製造方法。 - 請求項1ないし6から選択される1項に記載のCFRTP複合体の製造方法において、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、6ナイロン樹脂の場合、
前記の射出接合工程に於ける射出温度が265℃以上、金型温度が130℃以上である
ことを特徴とするCFRTP複合体の製造方法。 - 請求項1ないし6から選択される1項に記載のCFRTP複合体の製造方法において、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、6ナイロン樹脂又は66ナイロン樹脂の場合、
前記の結晶化速度抑制物質(C)が高沸点アミン系化合物である
ことを特徴とするCFRTP複合体の製造方法。 - 請求項1ないし6から選択される1項に記載のCFRTP複合体の製造方法において、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、ポリフェニレンサルファイド樹脂の場合、
前記結晶化速度抑制物質(C)が、変性ポリオレフィン樹脂と何らかの相溶化性樹脂の組み合わせである
ことを特徴とするCFRTP複合体の製造方法。 - 請求項1ないし5から選択される1項に記載のCFRTP成形品の製造方法に於いて、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、ポリエーテルエーテルケトン樹脂の場合、
前記の結晶化速度抑制物質(B)が、ポリエーテルイミド樹脂である
ことを特徴とするCFRTP複合体の製造方法。 - 結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物の形成層が表面を覆い、その内部に前記結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするCFRTPが含まれる形状を基本的にとるCFRTP複合体であって、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択される種であり、且つ
前記樹脂組成物の形成層が、射出成形機によって形成された層である
ことを特徴とするCFRTP複合体。 - 20〜40nm径の凹部で全面が覆われたアルミ合金形状物上に、
結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物の形成層、前記結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするCFRTPが積層されているCFRTP複合体であって、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及び、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択される1種であり、且つ
前記樹脂組成物の形成層が、射出成形機によって形成された層である
ことを特徴とするCFRTP複合体。 - 0.8〜10μm周期の凹凸ある粗面で全面が覆われ、その粗面に5〜200nm周期の超微細凹凸面形状があり、且つ、その表面が金属酸化物又は金属リン酸化物の如きセラミック質薄層で覆われている金属形状物上に、
結晶性熱可塑性樹脂(A)を主成分とする樹脂組成物の形成層、前記結晶性熱可塑性樹脂(A)をマトリックス樹脂とするFRTPが積層されたCFRTP複合体であって、
前記結晶性熱可塑性樹脂(A)が、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、及び、ポリエーテルエーテルケトン樹脂から選択される1種であり、且つ
前記樹脂組成物の形成層が、射出成形機によって形成された層である
ことを特徴とするCFRTP複合体。
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