JP7363482B2 - 繊維強化樹脂成形材料及び成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
[1] 不連続強化繊維束とマトリックス樹脂とからなり、前記マトリックス樹脂が前記不連続強化繊維束間に存在するシート状物からなる繊維強化樹脂成形材料であって、前記シート状物の表面において以下のように計測される凹凸数A(表)(個/mm)が0.1個/mm以上1個/mm以下であり、前記シート状物の厚みが0.1mm以上4mm以下であることを特徴とする、繊維強化樹脂成形材料。
凹凸数A(表)(個/mm):300mmのライン上を1mm/秒の速度でレーザー変位計(スポット径:約70μm、繰り返し精度3μm)を移動させ、サンプリング周期0.1秒でレーザー照射面からシート面までの距離Qk(k=1、2、3・・・(測定順))を測定したとき、Qk+2-Qk+1が0.3mm未満、かつ、Qk+1-Qkが0.3mm以上を満たすQkの点の総数p(個)を300mmで割って得られる値
[2] 前記凹凸数A(表)と前記シート状物の裏面において以下のように計測される凹凸数A(裏)との比である凹凸数A(表)/凹凸数A(裏)または凹凸数A(裏)/凹凸数A(表)のうち、1未満となる方の比の範囲が0.01以上0.5未満であることを特徴とする、前記[1]に記載の繊維強化樹脂成形材料。
凹凸数A(裏)(個/mm):300mmのライン上を1mm/秒の速度でレーザー変位計(スポット径:約70μm、繰り返し精度3μm)を移動させ、サンプリング周期0.1秒でレーザー照射面からシート面までの距離Qk(k=1、2、3・・・(測定順))を測定したとき、Qk+2-Qk+1が0.3mm未満、かつ、Qk+1-Qkが0.3mm以上を満たすQkの点の総数p(個)を300mmで割って得られる値
[3] JIS K-7112(1999年)のA法(水中置換法)にて測定される、前記繊維強化樹脂成形材料の比重ρ1(g/cm3)と前記繊維強化樹脂成形材料からなる成形品の比重ρ2(g/cm3)との比ρ1/ρ2が0.5以上0.9未満であることを特徴とする、前記[1]または[2]に記載の繊維強化樹脂成形材料。
[4] 以下のように計測されるドレープ値が3cm以上23cm以下であることを特徴とする、前記[1]~[3]のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
ドレープ値:23±5℃の雰囲気下、長さ30cm、幅10cmの前記繊維強化樹脂成形材料を直方体の台の端に固定し、台の端から25cm突き出した前記繊維強化樹脂成形材料の先端と台の側面との最短距離
[5] 以下のように算出される平均繊維束厚みt(μm)と束内ボイド率V2(%)との積t*V2(μm・%)が500μm・%以上20000μm・%以下であることを特徴とする、前記[1]~[4]のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
平均繊維束厚みt(μm):500℃に加熱した窒素雰囲気中(酸素濃度1%以下)の電気炉の中で前記繊維強化樹脂成形材料を2時間加熱して得られる繊維マットから前記不連続強化繊維束を50束ピックアップし、束幅垂直方向(いわゆる縦断面)である繊維束の厚みをノギスで測定した平均値
束内ボイド率V2(%):シートの任意の厚み方向断面を研磨し撮影した写真から50束を選択し、1束の断面積を100%とした場合における、二値化画像処理により求められたボイド断面積割合の、50束の平均値
[6] 以下のように算出される束内ボイド率V2(%)が10%以上50%以下であることを特徴とする、前記[1]~[5]のいずれかにに記載の繊維強化樹脂成形材料。
束内ボイド率V2(%):シートの任意の厚み方向断面を研磨し撮影した写真から50束を選択し、1束の断面積を100%とした場合における、二値化画像処理により求められたボイド断面積割合の、50束の平均値
[7] 以下のように算出される平均繊維束厚みt(μm)が40μm以上200μm以下であることを特徴とする、前記[1]~[6]のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
平均繊維束厚みt(μm):500℃に加熱した窒素雰囲気中(酸素濃度1%以下)の電気炉の中で前記繊維強化樹脂成形材料を2時間加熱して得られる繊維マットから前記不連続強化繊維束を50束ピックアップし、束幅垂直方向(いわゆる縦断面)である繊維束の厚みをノギスで測定した平均値
[8] 以下のように求められる全体ボイド率(%)の平均値V1(%)が5%以上50%以下であることを特徴とする、前記[1]~[7]のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
全体ボイド率V1(%):JIS K-7075(1991年)にて導出され、1枚のシートから切り出した10サンプルの平均値
[9] 前記不連続強化繊維束の切断角度が3°以上30°以下であることを特徴とする、前記[1]~[8]のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
[10] 前記不連続強化繊維束の単位幅あたりの繊維数が500本/mm以上1600本/mm以下であることを特徴とする、前記[1]~[9]のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
[11] 前記[1]~[10]のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料を用いて成形品を製造するにあたり、前記繊維強化樹脂成形材料を予熱せずに前記マトリックス樹脂の融点より30℃以上高い金型内に配置し、プレス圧0.5MPa以上で加圧した後、前記金型の温度を前記マトリックス樹脂の融点より40℃以上低い温度に冷却して取り出して、以下のように測定される前記繊維強化樹脂成形材料の比重ρ1(g/cm3)と成形品の比重ρ2(g/cm3)との比ρ1/ρ2が0.5以上0.9未満となるようにすることを特徴とする、成形品の製造方法。
比重ρ1(g/cm3)、ρ2(g/cm3):JIS K-7112(1999年)のA法(水中置換法)にて測定される値
[A]不連続強化繊維束のマット基材を作製する工程
[B]熱可塑性樹脂を前記マット基材に散布、あるいは、積層する工程
[C]熱可塑性樹脂を溶融する工程
[D]冷却・固化する工程
上記工程[A]においては、例えば上述した部分分繊繊維束を所望する長さに切断し、シート状に散布することで、不連続強化繊維束からなるマット基材とする。
[E]繊維強化樹脂成形材料を予熱する工程
[F]繊維強化樹脂成形材料を金型に配置する工程
[G]型締めする工程
[H]繊維強化樹脂成形材料を冷却・固化する工程
上記工程[E]においては、繊維強化樹脂成形材料を構成するマトリックス樹脂の融点より30℃以上高い温度で予熱することが好ましい。なお予熱炉を使わず、金型内に材料を配置し、型締めして予熱してもよい。
図1に示す通り、繊維強化樹脂成形材料10の表面において、任意の300mmのライン上を1mm/秒の速度でレーザー変位計(メーカー:KEYENCE、型式:LK-080、スポット径:約70μm、繰り返し精度3μm)を移動させ、サンプリング周期0.1秒でレーザー照射面11からシート面までの距離Qk(k=1、2、3・・・(測定順))を測定する。距離Qkの測定0.1秒後のデータをQk+1、0.2秒後のデータをQk+2となる。このようにして測定されたデータから、Qk+2-Qk+1が0.3mm未満、かつ、Qk+1-Qkが0.3mm以上となるQkの点の総数p(個)をカウントする。総数p(個)を300mmで割ることで、凹凸数A(個/mm)を導出した。繊維強化樹脂成形材料10の裏面においても同様にした。表面、裏面それぞれにおいて得られた凹凸数A(個/mm)を、それぞれ凹凸数A(表)、凹凸数A(裏)とした。
繊維強化樹脂成形材料の比重ρ1(g/cm3)、及び、成形品の比重ρ2(g/cm3)は、JIS K-7112(1999年)のA法(水中置換法)により測定した。なお、内部のボイドが連続で存在し外部まで繋がっている場合、材料周囲にテープ等を貼って、材料内部への水の浸入を防いで測定した。
図8に示すように、23±5℃の雰囲気下、直方体の台の端に、長さ30cm、幅10cmに切断した繊維強化樹脂成形材料を固定した。この時、繊維強化樹脂成形材料が台の端から25cm突き出るように固定した。すなわち、繊維強化樹脂成形材料の端から5cmの部分が、台の端に来るようにした。この状態で5分間静置した後、台に固定していない方の繊維強化樹脂成形材料の先端と、台の側面との最短距離dを測定し、ドレープ値とした。
繊維強化樹脂成形材料の厚み方向の任意の断面において、1束の面積を100%として、束内のボイド面積割合を二値化画像処理により求めた。50束の束内のボイド面積割合を測定し、その平均値を束内ボイド率V2(%)とした。
繊維強化樹脂成形材料の全体ボイド率はJIS K-7075(1991年)に沿って下記(4)式より導出し、1枚のシートから切り出した10サンプルの平均値を全体ボイド率とした。なお、繊維質量含有率Wf(%)は500℃、2時間、窒素雰囲気条件の燃焼法により測定し、下記(1)式から導出した。
Wf=M1/M0×100(質量%) (1)
(M1:燃焼後の強化繊維質量(mg)、M0:燃焼前の繊維強化樹脂成形材料の質量(mg))
Vf=(Wf/ρf)/(Wf/ρf+(100-Wf)/ρr)×100(%) (2)
(Vf:樹脂完全含浸時の繊維強化樹脂成形材料の繊維体積含有率、ρf:強化繊維の比重、ρr:熱可塑性樹脂の比重)
Vr=100-Vf(%) (3)
(Vr:樹脂完全含浸時の繊維強化樹脂成形材料の樹脂体積含有率、ρr:熱可塑性樹脂の比重)
全体ボイド率V1=(1-100×ρ1/(ρf×Vf+ρr×Vr))×100(%) (4)
(6)平均繊維束厚みtの測定法
繊維強化樹脂成形材料を500℃に加熱した窒素雰囲気中(酸素濃度1%以下)の電気炉の中で2時間加熱してマトリックス樹脂等の有機物を焼き飛ばして繊維マットを取り出した。得られた繊維マットから繊維束を50束ピックアップし、束幅直交方向(いわゆる縦断面)で最も厚い箇所の厚みの平均値を平均繊維束厚みt(μm)とした。
分繊処理する前の強化繊維束の1mあたりの質量とフィラメント数からフィラメント1m長あたりの質量a(mg/m)を導出した。次に、分繊処理された強化繊維束を10mm程度の長さにカットした強化繊維束の繊維長さl(mm)と質量b(mg)を測定し、下記式により繊維数を導出した。平均繊維数は計20個のカットした強化繊維束の繊維数の平均値とした。
繊維数=(b×1000/(a×l))
なお、繊維強化樹脂成形材料から平均繊維数を測定する場合には、以下の方法で測定すればよい。すなわち、まず、繊維強化樹脂成形材料を500℃に加熱した窒素雰囲気中(酸素濃度1%以下)の電気炉の中で2時間加熱してマトリックス樹脂等の有機物を焼き飛ばして繊維マットを取り出す。次に、得られた繊維マットから繊維束を1束ピックアップし、繊維長l2(mm)と重量c(mg)を測定し、下記式より繊維数を導出する。平均繊維数は計50束の繊維数の平均値とする。
繊維数=(c/(π×r2×l2×ρf)×106)
(r:繊維半径(μm))
(8)平均繊維束幅の測定法
束幅を繊維束長手方向(繊維方向)に30cm間隔で20点測定し、その平均値を平均繊維束幅(mm)とした。
平均繊維数を平均繊維束幅で割ることで単位幅あたりの繊維数(本/mm)とした。
サイジング剤の熱分解開始温度を下記のように測定した。まず、サイジング剤が塗布された強化繊維を5mgほど採取し、110℃で2時間乾燥後、デシケーター内で室温で1時間、冷却した。その後、秤量し、窒素雰囲気中でTGA測定する。窒素流量を100ml/分、昇温速度を10℃/分とし、室温から650℃までの重量減少を測定した。縦軸を初期重量に対するサイズ糸の重量比(%)、横軸を温度(℃)とするTGA曲線において、重量減少速度(%/℃)の最大となる温度、及び、それより低温側で最も隣接する、重量減少速度が極小となる温度を探し、各々の接線の交点を熱分解開始温度と定義した。
サイジング剤が付着している強化繊維束を5g採取し、耐熱製の容器に投入した。次にこの容器を80℃、真空条件下で24時間乾燥し、吸湿しないように注意しながら室温まで冷却後、秤量した強化繊維の質量をm1(g)とし、続いて容器ごと、窒素雰囲気中、500℃、15分間の灰化処理を行った。吸湿しないように注意しながら室温まで冷却し、秤量した強化繊維の質量をm2(g)とした。以上の処理を経て、強化繊維へのサイジング剤の付着量を次式により求めた。測定は10本の強化繊維束について行い、その平均値を算出した。
サイジング剤の付着量(質量%)=100×{(m1-m2)/m1}
(12)強化繊維束の切断角度の測定方法
繊維強化樹脂成形材料を500℃に加熱した窒素雰囲気中(酸素濃度1%以下)の電気炉の中で2時間加熱してマトリックス樹脂等の有機物を焼き飛ばして繊維マットを取り出した。次に、得られた繊維マットから繊維束をピックアップし、図2や図3に示すように鋭角となる切断角度θを測定した。平均切断角度は計50束の切断角度の平均値とした。
幅500mmの繊維強化樹脂成形材料を500mm径の芯に1時間巻き取るテストを行った。強化繊維や樹脂の脱落量が5g未満の場合をA、強化繊維や樹脂の脱落量が5g以上の場合をB、巻き取れない場合をCと判定した。
繊維強化樹脂成形材料を280℃、クリアランス2mm、R3mmのコの字形状(立ち壁高さ:100mm)の金型に設置して成形した。R部において強化繊維が折れず表面に0.3mm以上の窪みがない場合をA、R部において強化繊維が折れず表面に0.3mm以上の窪みがある場合をB、R部において強化繊維が折れる場合をCと判定した。
繊維強化樹脂成形材料を用いて後記する方法により成形し、300×200mmの平板成形品を得た。平板長手方向を0°とし、得られた平板より0°と90°方向から、それぞれ100×25×2mmの試験片6片(合計12片)を切り出し、JIS K7074(1988年)に準拠し測定を実施し、曲げ強度の平均値を求めた。曲げ強度の平均値が350MPa以上をA、200MPa以上350MPa未満をB、200MPa未満をCと判定した。
・強化繊維束1:炭素繊維束(ZOLTEK社製“PX35”、単糸数50,000本、“13”サイジング)を用いた。
・強化繊維束2:炭素繊維束(東レ(株)社製、“トレカ”T700SC-24K-50C、単糸数24,000本)
・樹脂1: ポリアミド6樹脂(東レ(株)社製、“アミラン”(登録商標)CM1001P、粒径120μm、融点225℃)
・樹脂2: ポリアミド6樹脂(東レ(株)社製、“アミラン”(登録商標)CM1001、融点225℃)からなるポリアミドマスターバッチを用いて作製したシート
・樹脂3: 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、融点160℃)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、融点140℃)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作製したシート
・サイジング剤1: 水溶性ポリアミド(東レ(株)社製、“T-70”)
・サイジング剤2: 水溶性ポリアミド(東レ(株)社製、“A-90”)
[繊維強化樹脂成形材料の製造方法]
強化繊維束を、ワインダーを用いて一定速度10m/分で巻出し、10Hzで軸方向へ振動する振動拡幅ロールに通し、拡幅処理を施した後に、幅規制ロールを通すことで任意の幅へ拡幅した拡幅繊維束を得た。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数700本/mm、サイジング剤1を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束1からなる強化繊維束を作製した。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数800本/mm、サイジング剤1を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束1からなる強化繊維束を作製した。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数765本/mm、サイジング剤1を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束2からなる強化繊維束を作製した。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数1630本/mm、サイジング剤2を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束2からなる強化繊維束を作製した。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数1340本/mm、サイジング剤2を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束1からなる強化繊維束を作製した。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数2040本/mm、サイジング剤2を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束1からなる強化繊維束を作製した。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数760本/mm、サイジング剤1を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束1からなる強化繊維束を作製した。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数1720本/mm、サイジング剤1を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束1からなる強化繊維束を作製した。
表1に示す通り、強化繊維束の単位幅あたりの単糸数1830本/mm、サイジング剤2を含むトータルサイジング剤付着量3質量%である、強化繊維束2からなる強化繊維束を作製した。
参考例1で作製した強化繊維束を角度10°でカットした束からなるマット(目付:540g/m2)と樹脂1(目付:532g/m2)を、[樹脂1/マット/樹脂1/マット/樹脂1]になるように積層し、加熱ゾーン(350℃、加熱時間100秒、クリアランス3mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、加圧ゼロ)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
参考例2で作製した強化繊維束を角度10°でカットした束からなるマット(目付:558g/m2)と樹脂1(目付:524g/m2)を、[樹脂1/マット/樹脂1/マット/樹脂1]になるように積層し、加熱ゾーン(300℃、加熱時間100秒、クリアランス3mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、加圧ゼロ)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
参考例3で作製した強化繊維束を角度13°でカットした束からなるマット(目付:612g/m2)と樹脂2(目付:502g/m2)を、[樹脂2/マット/樹脂2/マット/樹脂2]になるように積層し、加熱ゾーン(300℃、加熱時間100秒、クリアランス3mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、加圧ゼロ)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
参考例4で作製した強化繊維束を角度12°でカットした束からなるマット(目付:558g/m2)と樹脂2(目付:524g/m2)を、[樹脂2/マット/樹脂2/マット/樹脂2]になるように積層し、加熱ゾーン(350℃、加熱時間100秒、クリアランス3mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、加圧ゼロ)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
参考例5で作製した強化繊維束を角度24°でカットした束からなるマット(目付:576g/m2)と樹脂3(目付:408g/m2)を、[樹脂3/マット/樹脂3/マット/樹脂3]になるように積層し、加熱ゾーン(300℃、加熱時間100秒、クリアランス3mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、加圧ゼロ)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
参考例6で作製した強化繊維束を角度23°でカットした束からなるマット(目付:522g/m2)と樹脂3(目付:426g/m2)を、[樹脂3/マット/樹脂3/マット/樹脂3]になるように積層し、加熱ゾーン(300℃、加熱時間100秒、クリアランス3mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、加圧ゼロ)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
参考例7で作製した強化繊維束を角度13°でカットした束からなるマット(目付:558g/m2)と樹脂2(目付:524g/m2)を、[樹脂2/マット/樹脂2/マット/樹脂2]になるように積層し、加熱ゾーン(350℃、加熱時間100秒、クリアランス2mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、クリアランス2mm)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
参考例8で作製した強化繊維束を角度13°でカットした束からなるマット(目付:594g/m2)と樹脂3(目付:402g/m2)を、[樹脂3/マット/樹脂3/マット/樹脂3]になるように積層し、加熱ゾーン(210℃、加熱時間100秒、クリアランス3mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、加圧ゼロ)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
参考例9で作製した強化繊維束を角度45°でカットした束からなるマット(目付:576g/m2)と樹脂1(目付:517g/m2)を、[樹脂1/マット/樹脂1/マット/樹脂1]になるように積層し、加熱ゾーン(下ベルト:240℃、上ベルト:260℃、加熱時間100秒、クリアランス3mm)と冷却ゾーン(150℃、冷却時間60秒、加圧ゼロ)を含むダブルベルトプレスでシートを製造した。得られた成形材料の製造時の巻き取り性の結果を表2に示す。
110 分繊処理区間
130 未分繊処理区間
140 毛羽溜まり
150 分繊処理部
160 絡合部
180 分繊繊維束
200 分繊手段
210 突出部
211 接触部
300 分繊処理工程
301 繊維束拡幅工程
400 サイジング剤付与工程
401 サイジング剤塗布工程
402 乾燥工程
403 熱処理工程
Claims (11)
- 不連続強化繊維束とマトリックス樹脂とからなり、前記マトリックス樹脂が前記不連続強化繊維束間に存在するシート状物からなる繊維強化樹脂成形材料であって、前記シート状物の表面において以下のように計測される凹凸数A(表)(個/mm)が0.1個/mm以上1個/mm以下であり、前記シート状物の厚みが0.1mm以上4mm以下であることを特徴とする、繊維強化樹脂成形材料。
凹凸数A(表)(個/mm):300mmのライン上を1mm/秒の速度でレーザー変位計(スポット径:約70μm、繰り返し精度3μm)を移動させ、サンプリング周期0.1秒でレーザー照射面からシート面までの距離Qk(k=1、2、3・・・(測定順))を測定したとき、Qk+2-Qk+1が0.3mm未満、かつ、Qk+1-Qkが0.3mm以上を満たすQkの点の総数p(個)を300mmで割って得られる値 - 前記凹凸数A(表)と前記シート状物の裏面において以下のように計測される凹凸数A(裏)との比である凹凸数A(表)/凹凸数A(裏)または凹凸数A(裏)/凹凸数A(表)のうち、1未満となる方の比の範囲が0.01以上0.5未満であることを特徴とする、請求項1に記載の繊維強化樹脂成形材料。
凹凸数A(裏)(個/mm):300mmのライン上を1mm/秒の速度でレーザー変位計(スポット径:約70μm、繰り返し精度3μm)を移動させ、サンプリング周期0.1秒でレーザー照射面からシート面までの距離Qk(k=1、2、3・・・(測定順))を測定したとき、Qk+2-Qk+1が0.3mm未満、かつ、Qk+1-Qkが0.3mm以上を満たすQkの点の総数p(個)を300mmで割って得られる値 - JIS K-7112(1999年)のA法(水中置換法)にて測定される、前記繊維強化樹脂成形材料の比重ρ1(g/cm3)と前記繊維強化樹脂成形材料からなる成形品の比重ρ2(g/cm3)との比ρ1/ρ2が0.5以上0.9未満であることを特徴とする、請求項1または2に記載の繊維強化樹脂成形材料。
- 以下のように計測されるドレープ値が3cm以上23cm以下であることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
ドレープ値:23±5℃の雰囲気下、長さ30cm、幅10cmの前記繊維強化樹脂成形材料を直方体の台の端に固定し、台の端から25cm突き出した前記繊維強化樹脂成形材料の先端と台の側面との最短距離 - 以下のように算出される平均繊維束厚みt(μm)と束内ボイド率V2(%)との積t*V2(μm・%)が500μm・%以上20000μm・%以下であることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
平均繊維束厚みt(μm):500℃に加熱した窒素雰囲気中(酸素濃度1%以下)の電気炉の中で前記繊維強化樹脂成形材料を2時間加熱して得られる繊維マットから前記不連続強化繊維束を50束ピックアップし、束幅垂直方向(いわゆる縦断面)である繊維束の厚みをノギスで測定した平均値
束内ボイド率V2(%):シートの任意の厚み方向断面を研磨し撮影した写真から50束を選択し、1束の断面積を100%とした場合における、二値化画像処理により求められたボイド断面積割合の、50束の平均値 - 以下のように算出される束内ボイド率V2(%)が10%以上50%以下であることを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
束内ボイド率V2(%):シートの任意の厚み方向断面を研磨し撮影した写真から50束を選択し、1束の断面積を100%とした場合における、二値化画像処理により求められたボイド断面積割合の、50束の平均値 - 以下のように算出される平均繊維束厚みt(μm)が40μm以上200μm以下であることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
平均繊維束厚みt(μm):500℃に加熱した窒素雰囲気中(酸素濃度1%以下)の電気炉の中で前記繊維強化樹脂成形材料を2時間加熱して得られる繊維マットから前記不連続強化繊維束を50束ピックアップし、束幅垂直方向(いわゆる縦断面)である繊維束の厚みをノギスで測定した平均値 - 以下のように求められる全体ボイド率(%)の平均値V1(%)が5%以上50%以下であることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
全体ボイド率V1(%):JIS K-7075(1991年)にて導出され、1枚のシートから切り出した10サンプルの平均値 - 前記不連続強化繊維束の切断角度が3°以上30°以下であることを特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
- 前記不連続強化繊維束の単位幅あたりの繊維数が500本/mm以上1600本/mm以下であることを特徴とする、請求項1~9のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料。
- 請求項1~10のいずれかに記載の繊維強化樹脂成形材料を用いて成形品を製造するにあたり、前記繊維強化樹脂成形材料を予熱せずに前記マトリックス樹脂の融点より30℃以上高い金型内に配置し、プレス圧0.5MPa以上で加圧した後、前記金型の温度を前記マトリックス樹脂の融点より40℃以上低い温度に冷却して取り出して、以下のように測定される前記繊維強化樹脂成形材料の比重ρ1(g/cm3)と成形品の比重ρ2(g/cm3)との比ρ1/ρ2が0.5以上0.9未満となるようにすることを特徴とする、成形品の製造方法。
比重ρ1(g/cm3)、ρ2(g/cm3):JIS K-7112(1999年)のA法(水中置換法)にて測定される値
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