WO1981001681A1 - Manufacture of molded articles of carbon fiber-reinforced thermoplastic resin - Google Patents
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Definitions
- the present invention provides a carbon fiber reinforced thermoplastic resin molded article having excellent performance, comprising shaping a composite sheet in which a carbon fiber fabric and a thermoplastic resin are integrated, with high productivity. It relates to a manufacturing method.
- F2 Society also known as F2 Society or ⁇ BTP. These parts are widely used for various mechanical parts, sports equipment, and various applications such as automobile parts, aeronautical parts, electric machine parts, etc.
- a cloth material made of long fibers of carbon fiber for example, a composite material obtained by impregnating a thermosetting monomer into a carbon fiber material and curing the same is known.
- this composite material has a great effect of improving mechanical properties such as elastic modulus, it impregnates a carbon fiber material with a hardening monomer and a polymerization solvent, shapes the polymer into a desired shape, and then polymerizes the monomer. And due to the crosslinking reaction].
- thermoplastic resin mixed with a steel cone-shaped reinforcing agent, Chiobutostrand is performed.
- An object of the present invention is to remedy the drawbacks in the conventional production of a composite molded article comprising a resin and a fibrous reinforcing agent.
- Another object of the present invention is to provide a method for producing a fibre-reinforced thermoplastic injection molded resin article which is excellent in both productivity (moldability :) and performance (contact property, quantity) and is excellent. Is to do.
- An object of the present invention described above is to provide a composite sheet obtained by integrating a thermoplastic material with a cloth material substantially consisting of carbon pyramid long-starved fiber, and to obtain the melting point or softening point of the thermoplastic resin, i.
- the following is achieved by a method for producing a molded article of a carbon-iron-male-reinforced thermoplastic resin, in which heating, shaping into a desired shape, and cooling are performed.
- a cloth-like material substantially composed of long fibers of carbon fibers used in the present invention.
- “ fabric ”) means cloth, knitted, braided, net-shaped, etc. cloth composed of strands of carbon fiber single yarn bundled, and mat-shaped substance composed of continuous long cuts.
- the fabric may be knitted or matted using a carbon fiber strand, or acryl fiber, rayon fiber, pitch fiber, or the like before firing and converting it to carbon lemon fiber.
- the oxidized iron fiber obtained by subjecting the fiber to an oxidation treatment may be formed into the above-mentioned cloth-like material, and then subjected to an oxidation-carbonization treatment or a carbonization treatment.
- the carbon fiber constituting the present fabric can be subjected to various surface treatments for improving the adhesion to the thermoplastic resin. It should be noted that many sizing agents used for carbon fiber binders currently on the market inhibit the impregnation of the thermoplastic resin. Therefore, it is preferable to remove the sizing agent by fire treatment or the like.
- the fabric is made of a mixture of inorganic fibers such as glass fiber, metal fiber, and Asbestos fiber, and in some cases, synthetic fibers such as polyethylene terephthalate fiber and polyethylene fiber. Can be used.
- inorganic fibers such as glass fiber, metal fiber, and Asbestos fiber
- synthetic fibers such as polyethylene terephthalate fiber and polyethylene fiber.
- a reinforcement effect substantially equivalent to unidirectional reinforcement by carbon fiber can be exhibited.
- a small amount of cloths may be used.
- it is not preferable to simply use a short fiber of carbon fiber because the process of obtaining a composite sheet is complicated and a molded article having excellent mechanical properties cannot be obtained.
- thermoplastic resin used in the present invention any resin can be used as long as it is a resin having thermoplasticity, but any of nylon 6, 11, 12 and nylon A can be used.
- thermoplastic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutyrene terephthalate, polycarbonates such as polybisphenol 4-carbonate, polyimidamide, c. Borisulfone, borifenylene oxide, polyolefin, styrene-based resin, acryl-based resin and the like can be particularly preferably used.
- Additives for improving the properties of thermoplastic resins such as coloring agents such as shochu heating agents, shochu agents, UV deterioration inhibitors, antistatic agents, lubricants, mold release agents, dyes, pigments, etc. Agents, fillers, crystallization promoters, nucleating agents, short fiber reinforcing fibers, and in some cases, crosslinking agents, foaming agents, and the like.
- An appropriate ratio for integrating the fabric with the thermoplastic resin is a volume fraction of the fabric in the composite sheet of 5 to 7056, particularly 20 to 60.
- the volume fraction of the carbon fiber fabric is less than 5.6, the mechanical properties are not sufficiently improved, and when the volume fraction is more than 7056, the shaping processability is deteriorated.
- thermoplastic resin As a method of integrating the fabric and the thermoplastic resin, there are a method in which the fabric and the thermoplastic resin are overlapped and heated and breathed, a method in which the thermoplastic resin is extruded on the fabric using a cross head die, and a method in which the fabric is heated. Although a method of extruding a plastic resin and the like can be used, a method using a heating breath is simple and excellent. In particular, it is efficient to supply a laminate of a fabric and a thermoplastic resin sheet between a pair of metal endless belts and continuously perform heating, pressurizing, and cooling.
- the composite sheet thus obtained is shaped at a temperature higher than the melting point or softening point of the resin and lower than the decomposition temperature.
- the shaping temperature is the melting point of the resin or
- Preheating the composite sheet includes hot air stove, infrared slow heating furnace, and dielectric
- a method using a heating furnace such as a heating furnace is a method using a heating furnace.
- Examples of the method include tow winding and a method for obtaining a tubular material. Also,
- the pipe and the like are determined by the melting point or softening point of the thermoplastic resin used in the present invention.
- the method is efficient and excellent.
- Carbon fiber fabrics should be used for 0.5-80, especially 1-75
- the formability and shape during shaping can be improved.
- the fabric is composed of several types of carbon fiber bundles with different crimp rates, use the weighted average of the crimp rates obtained by the above method for carbon fiber bundles.
- the crimp rate of the fabric is the weighted average of the crimp rates obtained by the above method for carbon fiber bundles.
- the clean rate of the fabric manufactured using the carbon sliver is usually smaller than 0.5, and the carbon fiber fabric having the clean rate of 0.5 or more is manufactured by the following method. Supachi, acrylic bran fiber, rayon,
- the fibers or these fibers are exposed to oxidizing atmosphere such as air for 200 ⁇
- the oxidized lemon fiber obtained is formed into a cloth material
- heat oxidation treatment at 200 to 350 TC is performed in an oxidizing atmosphere such as air.
- the bending of the iron fiber bundle is fixed, so that a fabric having a large crimp ratio can be obtained.
- the degree of the crimp rate is determined by the thickness of the used buns, the shrinkage rate during the oxidation treatment and the carbonization treatment, the composition of the fabric, the basis weight, and the like. It is possible to design.
- a twill fabric is suitable for a low-crimp fabric, and a knitted fabric is suitable for a high-crime fabric.
- the mold After the heating, the mold is closed at a speed of 2.5 «Z sec, which is supplied to a cup molding die with a bottom diameter of 100 «, an opening diameter of 120 « «, and a depth of 20 «. Cooled for 20 seconds. The mold was opened and the molded product was removed. Molded product C with good appearance was obtained. This molding has been achieved efficiently in a very short time.
- the molded article 00 of the present invention has a large Quality of living is remarkably excellent.
- Example 1 In place of the nylon 6 sheet of Example 1], a foam having a thickness of 0.25 ⁇ of polybutylene terephthalate and a temperature of the mold for forming the cup set at 150 jines is the same operation as in Example 1. As a result, a molded product with good appearance, reinforced with carbon monoxide, having a good appearance was obtained efficiently, and the volume fraction of the carbon marble at the bottom of the molded product was 54. Intensities are 5.9 Um / mr and 733 ⁇ 4 / ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ respectively 7 o
- a solution obtained by discharging a dimethylsulfoxide solution of a copolymer containing polyacrylotril 9956 into a coagulation bath composed of dimethylsulfoxide and water is stretched in hot water, and then dried and dried.
- the base yarn is manufactured to 1.0 ⁇ and the number of filaments is 1000 and 3000.
- With a basis weight of 90 to 460 ⁇ After knitting different fabrics and knits, heat and oxidize for about 50 minutes in the air of 240-270, and then carbonize for about 10 minutes in nitrogen at about 1100 X: Charcoal with a basis weight of 100 to 480 / ⁇ rf and a crimp rate of 0.77 to 7556
- Example 1 was repeated except that the temperature of the mold for cup molding was changed to 100C and the closing speed of the mold was changed to 2, 4, 6, and 8 // sec using the composite sheet.
- molded articles (3 to 9) reinforced with a carbon fiber having a crimp ratio of 0.556 or more can be molded at a higher speed than those of 1-2. This tendency increases as the crimp rate increases.
- the efficient molding process can be used for dish-shaped, container-shaped, compression-molded products with three-dimensional structures, and long-shaped products with irregular cross-sections.
- Carbon fiber reinforced thermoplastic resin of the present invention obtained as
- Molded products are reinforced with conventional carbon fiber and chopped strand.
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Description
明 細 書
炭素鑌雜補強熱可塑性樹脂成形品の製造方法
技 術 分 野
本発明は炭素餒維の布帛状物と熱可塑性樹脂とを一体化して る複 合シートを賦形することからなる、 優れた性能を有する炭素瘃維補強 熱可塑性樹脂成形品を高い生産性で製造する方法に関するものである。
背 景 技 銜
から、 ガラス镦維 どの饞維状補強剤を樹脂に配合することに よ^、 その接械的性質るどを向上せしめる技術については、 いわゆる
F 2尸や ^B T Pとしてよく知られている。 これらはその^^た注質 を生かして自動車部品、 航空裱用部品、 電気機林用部品 どの各種機 械部品やスポーツ用品 どの用途に広く使用されている。
i2 Pの一製造手段として炭素娥維の長辍維からなる布帛状物、 例 ぇぱ炭素癀維鑌物に熱硬化性モノマを含浸し、 これを硬化せしめた複 合材料が知られている。 しかし がらこの複合材料は弾性率などの檨 械的性質改良効果が大きい反面、 炭素繊維纔物に熟硬化性モノマおよ び重合觫媒を含浸せしめ、 所望形状に賦形した後、 モノマを重合及び 架橋反応によ ]?硬化せしめる必要があるため成形に多大の時間を要し、 生産性が著しく劣るばか]?か、 含浸した ノマおよび直合 媒が経時 的に変化し、 複合材料の檨械的注質や成形性の低下を起こすため、 モ ノマおよび重合触媒を含浸せしめた炭素辍維素材の成形前の保管状態 を厳 に管理しなくてはならないという問題がある。
一方、 良好な生産性のもとに餓維補強樹脂成形品を得る方法として、 熱可塑性樹脂に鐡錐状補強剤のチヨッブトス トランドを配合して射出
,、-.: υ し
成形する方法も知られているが、 この方法では成形時に繊維が切新さ れるため轍維による補強効果が小さく、 成形品の機械的性質カ环十分 なぱか]?か、 ガラス鑌維を便用する場合には成形品の比重が大きく
るため輊量性が満足でき いという問題がある。
ま 維状補強剤と熱可塑性樹脂とを ~#化し成形する時の繊維の 切断を防ぎ得る方法として、 ガラス檨維のマツトと熱可塑性樹脂を一 体化する方法が知られているが、 この方法で得られる成形品にも輊量 性が劣 、 機械的性質とくに弾性率がいまだに十分でるいという問題 がある。
本発明の目的は従来の、 樹脂と餒維状強化剤から¾る複合成形品の 製造における欠点を改良することにある。 ·
本発明の他の目的は生産性(成形性:)および性能(接接的性質,輊 量性 )の両者が均街してすぐれた鑌維補強熱可塑注樹脂成形品を製造 する方法を提供することにある。
本発明の他の目的及び効果は以下の記載から明らかと ¾ろう。
発 明 の 開 示
上記した本発明の目的は実質的に炭素癀錐の長餓維から成る布帛状 物と熱可塑性樹脂とを一体化して得られる複合シートを、 該熱可塑性 樹脂の融点あるいは軟化点 ¾i、分解温度以下に加熱し所望の形状に賦 形し、 冷却することを特黴とする炭素鐵雄補強熱可塑性樹脂成形品の 製造方法によって達成される。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明をよ i?具体的に説明する。
本発明で用いる実質的に炭素瘃維の長癀維から成る布帛状物(以下、
、A' , I?0 .
- ノ
布帛と略記する)とは、 炭素锇維単糸を集束したス トランドから成る 緣物,編物,組物,網状物等の布状物 よび連続長截維から成るマツ ト状物をいう。 本布帛は、 炭素綾維ス トラン ドを用いて編縝あるいは マツト化してもよいし、 焼成して炭素檬維に変換する前のァクリル鐡 維, レーヨン徵維, ピッチ鑌維等あるいはこれらの鑌維に酸化処理を 施して得た酸化鐡維を上記布帛状物に構成した後、 酸化 -炭化処理あ るいは炭化処理を行なったものでもよい。 本布帛を構成する炭素檨維 は、 熱可塑性樹脂との密着を良くするための各種の表面処理を旌すこ とができる。 尚、 現在市販されている炭素繊維鎮^に用 られる集 束剤については、 熱可塑性樹脂の含浸を阻害するものが多いため、 火 焰処理等によ 集束剤を除去した方が好ましい。
本布帛は、 その一部にガラス鑌維,金属耩維,アスペスト鐵維等の 無機餓維や、 場合によってはボリエチレンテレフタレート鐵維,ボリ アミ ド鑌維等の合成繊維を交編綏して用いることができる。 特に緣布 等において、 轻糸と繹糸の糸種、 密度ゃ緣物の目付、 組綾るどの纔物 規格を種々変化させることによ 、 補強効果に異方性をもたせること が可能であ 、 実質的に炭素繊維による一方向補強と同等の補強効果 を発現せしめることもできる。 また^鑌^^ら る布帛を少量積層 して用いてもよ 。 ただし 炭素瘃維の長餒維から る布帛状物を用 いることは重要であ ?、 単に炭素瘃維の短辍維を用いたのでは、 複合 シートを得る工程が繁雜であ i?、 しかも铵械的性質のすぐれた成形品 が得られないため好ましくるい。
本発明で用いる熱可塑性樹脂とは、 熱可塑性を有する樹脂であれば いかるるものでも用い得るが、 かでもナイロン 6 , 1 1 , 1 2、 ナイ A
一 OMH 、 一 0
ロン 66 , 610 , 61涛のボリアミ ド類、 ポリエチレンテレフタレー ト,ボリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ボリエステル類、 ボリ ビスフエノール 4カーボネート等のポリ カーボネート類,ボリイ ミ ド アミ ト頃,ボリフエ-レンスルフィ ド, ボリスルフォン, ボリフ 二 レン才キシド,ポリオレフィン, スチレン系樹脂,ァクリル系樹脂等 が特に好ましく用い得る。 熱可塑性樹脂には熱可塑性樹脂の特性 改 善するための添加剤、 例えば酎熱剤,酎侯剤,紫外線劣化防止剤,帯 電防止剤,滑剤,離型剤,染科,顔料等の着色剤,充犋剤,結晶化促 進剤,核剤,短鑌維状補強緣維、 その他場合によっては架橋剤,発泡 剤等を配合することができる。
布帛と熱可塑性樹脂とを一体化する比率としては、 複合シート中に おける布帛の容積分率が 5〜7 0 56、 とくに 2 0〜6 0 の範囲が適 当である。 炭素镦維布帛の容積分率が 5 ¾6以下では機械的性質の向上 劾杲が不十分でぁ 、 7 0 56以上では賦形加工性が低下するため好ま しく 。
布帛と熱可塑性樹脂とを一体化する方法としては、 布帛と熱可塑性 樹脂とを重ね合わせて加熱ブレスする方法、 クロスへッドダイを用い て布帛に熱可塑性樹脂を押出被 aする方法、 布帛に熱可塑性樹脂を押 出糗層する方法等を用い得るが、 加熱ブレスを用いる方法が簡便で優 れている。 特に、 一対の金属無端ベルト間に布帛と熱可塑性樹脂シー トを重ね合わせたものを供給して、 加熱,加圧,冷却を ¾続的に実施 する方法が能率的である。
かくして得た複合シートの賦形は樹脂の融点あるいは軟化点以上、 分解温度以下の温度で行 われるが、 通常は複合シートを上記温度に
3 ?- Λ (Γ C:.:?I
、 :0 ' O
予熱して賦形に供するのが好ましい。 賦形温度が樹脂の融点あるいは
軟化点以下では賦形に要する圧力が大きくる 、 また分解瘟度以上で
は樹脂の劣化が起こ 、 铵械的注貧が低下するため好ましくない。
複合シートを予熱する方法としては、 熱風炉、 赤外緩加熱炉、 誘電
加熱炉等の加熱炉を用いる方法、 熱 上に複合シートを接蝕せしめる
方法およびこれらのいくつかを組合: ^:た方法等が用いられる。
予熱した複合シートを賦形する方法にも特に制限はない:^ 好適る
方法としてマッチドク'ィを用いて圧縮賦形する方法、 所望形状のダイ
スを通過せしめて異形断面の長尺物を得る方法、 金属管等に予熱シ一
ト¾巻き付け、 管状物を得る方法等を例示することができる。 また、
必要に応じ複合シートの加熱を例えば、 シ一ト局辺部のみで実施
aけ'加工を行なう ¾ど、 シートを局部的に加熱して賦形することもで
さる c
予熱シートを賦形する工程において、 賦形に用いる金型,口金,金
属管等は、 本発明に用いる熱可塑往樹脂の融点あるいは軟化点よ]?低
い温度に制御 U 予熱シ一トを賦形すると同時に冷却し成形品を得る
方法が能率的で優れる。 これら金型,口金,金属管等の表面には、 成
形品の取 i?出レ 離型を容易にするための離型剤 塗布することがで
Sる o
お炭素锾維布帛状物を 0· 5〜 8 0 、 とくに 1〜7 5 ¾6のクリン
ブ率を有する炭素鑌維から構成することによ 、 賦形時の成形性や成
形品の接械的性質に一層の向上効果を期待することができる。 するわ
ち複合シートをとくにマッチドダイを用いる圧縮成形や圧空成 真
空成 ドレーブ成形などに供する場合には、 布帛が切断した 、 樹 一 Ο'.ίΡΙ
、 ど Λ Τ、0 ノ
脂中に偏在化した i?するのを回避するために賦形の高速化が制限され る:^ 上記クリンプ率を有する炭素锇雜から る布帛を用いることに ょ 、 成形時に複合シートが金型の^:に良好に追随して変形レ 高 速 T¾彩する場合にも炭素锾維の切新を起こすことが ¾:くなるので、 復雄 ¾三次元的形状を有する成形品の高^形が可能と j)、 しかも すぐれた機械的性質を有する成形品が得られる。
ここで前記の *布帛のクリンブ率"とは次の方法で求めたものをい
o 布帛を解きほぐして得られた布帛構成炭素鑌維束につき、 ザニー ル当 6 X 10" 4 の荷重を掛けた際の長さ と、 デニール当 1.4
X 10" 1 の荷重を掛けた際の長さ 0 を測定し 下式によ ^クリン
ブ率を算出する。
/ 一 J
炭素藏維布帛のクリ ンブ率- X 100 尚、 布帛がクリンブ率の異なる数種類の炭素繊維束から構成されて いる場合は、 炭素餒維束につき上記の方法で求めたクリンブ率の加重 平均値をもって、 布帛のクリンブ率とする。
炭素截雏束を用いて製造した布帛のクリ ンブ率は通常 0.5 よ も 小さく、 0.5 以上のク リ ンブ率を有する炭素载維布帛は、 下記の方 法にょ 製造される。 す ¾わち、 アクリル糠維, レーヨン敏錐, ビッ
チ鑌維等あるいはこれらの锾維を空気等の酸化性雰囲気下にて 200^
350Cの加熱処理 ¾行 って得られた酸化檬維を布帛状物に構成した 後、 空気等の酸化性雰囲気下にて 2 0 0〜3 5 0 TCの加熱酸化処理を行
¾い、 さらに窒素等の不活性雰囲気下にて 800Ό以上の温度で炭化処 理を行るうことによ 、 クリンブ率 0. 5〜8 0 ίの炭素鑌維布帛カ澳
, ' . C/ V-, _、·' " J
造される。 尚、 布帛を十分に酸化処理を受けた酸化餓雜を用いて構成 した場合には、 重ねて酸化処理を行なうことるく、 直接炭化処理を行 うことができる。
上記方法に いては、 檨維束が交差屈曲した状態で炭化処理を受け る際に、 鐵維束の屈曲が固定されるため、 クリ ンブ率の大きい布帛が 得られる。 クリ ンブ率の程度は、 用いた艨維束の太さ、 酸化処理-炭 化処理時の収縮率、 布帛の組緣、 目付等によ 決ま 、 必薆に応じて 適当 クリ ンブ率の布帛を設計することが可能である。 尚、 低クリ ン ブ率の布帛としては、 綾物が適し 高クリンブ率の布帛としては、 編 物が適している。
次 実施例によ 本発明を説明する。
実施例 1
炭素鑌繊物(東レ * トレ力 -クロス * 6341 , ク リンブ率
0.2 ) 6枚を弱火のガスパーナの火焰に数秒間さらして、 集束剤を 廃きとぱした後、 厚さ 0.3 βのナイロン 6シート 7枚とを交互に重ね 合せ、 270Όに設定した加熱ブレスに載置した平板状金型間に供給 3 5 S?/c^の圧力下で 3分間保持した後、 金型を室温の冷却水を流し た冷却ブレスに移レ 3 5 Ζαίの圧力を保ったまま室温まで冷却し、 厚さ 2.5 ««の ¾合シートを得 本複合シートから一辺の長さ 200» の正方形状のシートを切 出し これを 270Όに設定した熱風循環炉 中で 3分 ¾予傭加熱した後、 に設定した底部直径 100« ,開口 部直径 120«« ,深さ 2 0 «のカップ成形用金型に供給レ 2.5 «Z secの速度で金型を閉じ約
2 0秒間冷却した。 金型を開いて成形品を取 出したところ、 カップ周辺部にシヮ等の
い外観良好る成形品 C が得られた。 この成形は極めて短時間で効率 的に達成てきた。
—方、 上記炭累瘃 »物の代 に、 ガラス稼維綏物(旭ファイバー ダラス ^, MS - 2 5 1 ) 1 5枚を火燈処理をせずに用い、 厚さ 0.15 «のナイロン 6シート 1 6枚とを交互に重ね合せて上記と同様に得た 複合シートから、 上記と同様にカツブ状成形品 C5)を成形し 7 o この 成形品( )の表面外観もほぽ良好であった o
またナイロン 6ペレツ トと炭素鐵維チョップトストランド(東レ姆 製, トレ力, とを 7 0対 3 0の容積比で押出接に供耠レ 溶融混練して得たペレツトを溶融ブレス成形して厚さ 2. 5 の複合シ ートを得た。 次にこの複合シートから上記と同様にカップ状成形品(C) を成形した。 この成形品(C)は表面光沢のすぐれるものであった:^ 成形品中の炭素轍維の長さを測定したところ、 約 0. 2〜 0.3 と細か に切 tされてい Tto 次いで上記成形品(A)〜 (C)の底部から切 出し た試験片について、 AST Ζ>- 790に準じて曲げ試験を行つ この 結果を表 iに示す。
実施例 2
実施例 1のナイロン 6シートの代]?にボリブチレンテレフタレート の厚さ 0.25»のシートを用い、 カップの成形用金型の温度を 150匸 に設定した泡は、 実施例 1と全く同様の操作を行 つたところ、 炭素 檬縫繅物で補強した外観良好るボリブチレンテレフタレート成形品が 能率よく得られ 成形品底部の炭素嫁絵の容積分率は 54 であ 、 曲け '弾性率、 ffiげ強度はそれぞれ 5.9 Um/mr , 73¾/^¾^であ 7 o
実趣 3
実施 illのナイロン 6シートの代 にボリフエ-レンスルフィ ドの 厚さ 0.3∞のシートを用^ 複合シート成形 平夜状金型の温度を 300TC、 カツブ成形用金型の温度を 200TCに設定した他は、 実施例 1 と全く同様の操作を行 ったところ、 炭素辍維纔物で補強した外観良 好な成^品 2^られた。 成形品底部の炭素繊雒の容積分率は 51 ^で あ 、 曲げ弾性率、 ¾げ強度はそれぞれ5.4 ¾0¾ ^2 , 65½/«2 であった。
実施例
ポリァクリ ロ- ト リル 9956を含有する共重合体のジメチルスルホ キシド溶液を、 ジメチルスルホキシドと水から成る凝固浴中に吐出し て得られた徵維を熱水中にて延伸、 水 後、 乾燥凝密化処理を行るい、 さらにスチーム中にて延伸を行 うことによ 、 卑糸が 1.0 <ί、 フィ ラメント数が 1000本および 3000本のァクリル镦維束を製造し 7to 上記ァクリル镲錐束を用いて目付が 9 0〜460 Ζπίで鐵組織が適宜
異 る饞物、 編物を編饞後、 24 0〜2 7 0 の空気中にて約 5 0分間 加熱酸化処理後、 窒素中にて約 1100 X:で約 10盼間炭化処理を行つ て、 目付が 1 00〜4 8 0 /^ rf、 クリンブ率が 0· 7〜7 5 56の炭 {
耩物 よび縞物を得; to
この炭素癀 il i ^物を用い、 火焰処理を省略し、 ナイロンシート厚み、 よび積層枚数を適宜変更した以外は実施例 1と同様の方法でナイ口
ン 6との複合シートを作成し; to
この複合シートを用い、 カップ成形用金型の温度を 100C、 型閉速 度をそれぞれ、 2 , 4 , 6および 8 «/秒に変更した以外は実施例 1
と同様の操作によ カツブを成形 Vit
かくして得られた成肜品の状態および成形品底部の曲げ特性評価結 杲を表 2の^ 3〜 9に示す。
一方、 単糸が L 0 d , フイラメント数が 1000本および 3000本の 炭素锾錐束を用いて、 目付がそれぞれ 210および 400 /Vで組緩が
8枚 の敏物を製緣し この綠物のクリンブ率はそれぞれ 0· 1
よび 0.2 56であった。 この炭素瘃維饞物を用いてナイロン 6シートの 厚さと積層枚数を適宜変更し TU^は、 上記と同様にナイロン 6との 複合シートを作成し、 カップを成形し 7to かくして得た成形品の特性 を表 2の^ 1〜 2に示す。
表 2に示すように 0.5 56以上のクリンブ率を有する炭素鑌維緣物で 補強した成形品( 3〜9 )は、 1〜2に比べて高速成形が可能で ある。 クリンブ率が大きいほどこの傾向は増大レ クリンブ率 7 5多
( 9;)では極めて高速 ¾成形が可能であった。
REA D"
表 2
Jfi クリンフ率 目付 成形性 * 曲げ弾性率 曲げ強度
9/rrt 2 4 6 8 ton isa 2 κ Z «Λ
0.1 1000 8枚^^ 210 〇 X X X 6.3 78
2 0.2 3000 400 Ο X X X 6.2 76 3 0.7 1000 平 緣 100 〇 〇 X X 6.0 74
1.7 3000 ツイ 330 〇 〇 X X 6.1 77
5 2.1 1000 β枚好縝 210 〇 〇 X X 5.9 69 6 3.4 3000 平 綾 350 〇 〇 Ο X 6.2 7 1 7 4.8 3000 ½ツイ 480 〇 〇 〇 X 6.0 75 8 5.2 1000 平 緣 170 〇 〇 〇 X 6.1 74 9 75 1000 195 〇 〇 〇 〇 2.6 40
* 下欄数字の型締速度 C «Ζ sec )で外観良好な成形品カ^ #られる
ものを〇印、 緣維切れ力 ずるものを X印で示した。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 効率的 ¾成形プロセスによ 皿状,容器状, その他の三次元的構造を有する圧縮成形品、 異形断面長尺成形品 よ
び管状成形品 どとして得られる本発 の炭素鑌維補強熱可塑性樹脂
成形品は、 輊量でしかも従来の炭素綾锥チョッブトス卜ランドで補強
した熱可塑性樹脂射出成形品に比レ とくに弾性率やヤング率などの
稜械的性質がはるかにすぐれるものであ^、 種々の用途に有用である。
_ΟΙ.ίΡΙ
Claims
1. 実質的に炭素瘃維の長鑌搓から成る布帛状物と熟可塑性樹脂とを一 体化して得られる複合シートを、 該熱可塑性樹脂の融点あるいは軟化 点以上、 分解温度以下の温度で所望の形拭に賦形レ 冷却するととを 特徵とする炭素癀維補強熱可塑性樹脂成形品の製造方
2. 布帛状物が炭素繊維の ¾ ^長裁維からるる布状物であることを特徵 とする請求の範囲第 1項記載の炭素鎵維補強熱可塑性樹脂成彤品の製 造方
3. 布帛状物が炭素鐵蹉の違続長檨維からなるマツト状物であるととを 特徵とする請求の範囲第 1項記載の炭素綾維補強熱可塑性樹脂成形品 の製造方 ¾3
4. 複合シートに含有される炭素锾推布帛状物が 0.5〜 8 0 クリン ブ率を有する炭素鎵維から ることを特徴とする請求の範囲第 1項 いし第 3項のいずれかに記載の炭素鑌維補強熱可塑性樹脂成形品の製 造方 ¾D
5. 複合シートに含有される炭素餓縝布帛状物の容積分率が 5〜 7 0 である請求の範囲第 1項 いし第 項のいずれかに記載の炭素锇維補 強熱可塑性樹脂成形品の製造方
6. 熱可塑住樹脂がボリアミ ドである請求の範囲第 1項 いし第 5項の いずれかに記載の炭素锇維補強熱可塑性樹脂成形品の製造方 ¾o
7. 熱可塑性樹脂がボリエステルである請求の範囲第 1項 いし第 5項 のいずれかに記載の炭素畿維補強熱可塑性樹脂成形品の製造方
8. 熱可塑性樹脂がボリカーボネートである請求の範囲第 1項 いし第 5項のいずれかに記載の炭素横錐補強熱可塑性樹脂成形品の製造方
_OMPI く
9. 熱可塑性樹脂がボリアミ ドィミ ドである請求の範囲第 1項るいし第
5項のいずれかに記載の炭素繊維補強熱可塑性樹脂成 品の製造方 10. 熱可塑性樹脂がボリフエ-レンスルフィ ドである請求の範囲第 1項 いし第 5項のいずれかに記載の炭素镌維補強熱可塑性樹脂成形品の 製造方
1L 熱可塑注樹脂がボリスルホンである請求の範囲第 1項 ¾いし第 5項 のいずれかに記載の炭素鐡維補強熱可塑性樹脂成形品の製造方 ¾b
12. 炭素繊維布帛状物と熱可塑性樹脂を一体化する手段が加熱ブレス法 である請求の範囲第 1項るいし第 1 1項のいずれかに記載の炭素鐵維 補強熱可塑性樹脂成形品の製造方
13. 炭素瘃維布帛状物と熱可塑性樹脂を一体化する手段がクロスへッド ダイを用いる押出被锾法である請求の範囲第 1項 ¾いし第 1 1項のい ずれかに記載の炭素瘃維補強熱可塑性樹脂成形品の製造方 ¾
14. 炭素鑌維布帛状物と熱可塑性樹脂を一体化する手段が押出積層法で ある請求の範囲第 1項ないし第 1 1項のいずれかに記戰の炭素锇維補 強熱可塑性樹脂成形品の製造方 ¾6
15. 賦形手段がマッチドダイを用いる圧;^成形である請求の範囲第 1項 な し第 1 4項のいずれかに記載の炭素锾雄辅強熱可塑性樹脂成形品 の製造方 ¾b
16. 賦形手段が曲げ加工である請求の範囲第 1項 いし第 1 4項のいず れかに記載の炭素鎵維補強熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
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