CN110914343A - 纤维强化体和使用了其的构件 - Google Patents

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高桥淳
成濑新二
藤森龙士
浮谷孝一
近藤千寻
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DuPont Teijin Advanced Papers Japan Ltd
University of Tokyo NUC
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Abstract

本发明提供纤维强化体和包含该纤维强化体的构件，所述纤维强化体是包含纤维成分、基质成分和片材成分而成的纤维强化体，前述基质成分与前述片材成分表现出相互浸透能力。该纤维强化体的耐弯曲冲击性优异。

Description

纤维强化体和使用了其的构件
技术领域
本发明涉及纤维强化体。尤其涉及耐冲击性优异且适合用于汽车用结构材料、航空器结构材料、其它产业用结构材料、体育用品等的纤维强化体制的构件。本发明还涉及纤维强化体的制造方法。
背景技术
以往，作为汽车用的结构构件，通常使用铁、铝、不锈钢等金属材料。近年来，出于轻量化的需求而开始部分采用将玻璃纤维或碳纤维用作强化纤维的纤维强化复合材料、即玻璃纤维强化塑料或碳纤维强化塑料。
具有重量轻、强度高、弹性高等优异特性的纤维强化复合材料在耐冲击性的方面存在改善的余地，具备与高静态强度、高弹性模量相符的耐冲击性的情况少，根据用途的不同，在耐冲击性的方面，由纤维强化复合材料实现的轻量化有时受限。
像这样，期望提高纤维强化复合材料的耐冲击性，作为提高耐冲击性的手段，专利文献1记载了使基质成分树脂含有无机颗粒的方法。然而，根据本发明人等的研究，基于该方法的材料的耐冲击性尚有改善的余地。此外，无机颗粒的比重大，因此，还存在轻量化有时也变得不充分的情况这一难点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-181406号公报。
发明内容
从这种观点出发，本发明的目的在于，提供既保持纤维强化体的优异特性又解决上述那样的问题点、还具有优异耐冲击性的纤维强化体、尤其是纤维强化片材。
本发明的目的还在于，提供使该纤维强化体发生三维变形而得的纤维强化构件。
本发明的目的还在于，提供该纤维强化体的有效的制造方法。
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：通过制备前述基质成分与前述片材成分表现出相互浸透能力的纤维强化体，能够解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明包括以下的方案。
1. 纤维强化体，其是包含纤维成分、基质成分和片材成分而成的纤维强化体，其特征在于，前述基质成分与片材成分表现出相互浸透能力。
2. 根据上述1所述的纤维强化体，其特征在于，基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体与包含片材成分的片材经由基质成分与片材成分的相互浸透而一体化。
3. 根据上述2所述的纤维强化体，其中，海岛结构体与片材经由包含基质成分的膜而一体化。
4. 根据上述1~3中任一项所述的纤维强化体，其中，基质成分为具有酰胺键的树脂，片材为芳族聚酰胺片材。
5. 根据上述4所述的纤维强化体，其中，基质成分为具有酰胺键的热塑性树脂。
6. 根据上述4所述的纤维强化体，其中，芳族聚酰胺片材包含间苯二甲酰间苯二胺。
7. 根据上述1~6中任一项所述的纤维强化体，其中，纤维成分为碳纤维。
8. 根据上述1~7中任一项所述的纤维强化体，其中，片材成分的体积分率满足下式，
0.3(体积%) ≤ 片材成分 ≤ 30(体积%)。
9. 根据上述1~8中任一项所述的纤维强化体，其中，纤维成分与基质成分的容量比为1/99~40/60。
10. 根据上述1~9中任一项所述的纤维强化体，其中，在前述基质成分与片材成分之间以50mm/分钟的速度实施180度剥离试验时，内聚破坏(凝集破壊)开始的时间满足下式，
内聚破坏开始时间 ≤ 20 (秒)。
11. 根据上述1~10中任一项所述的纤维强化体，其中，包含片材成分的片材的透气度、厚度满足下式，
透气度/厚度 ≤20 (秒/μm)。
12. 上述1~11中任一项所述的纤维强化体，其特征在于，IZOD冲击能量吸收量满足下式，
IZOD冲击能量吸收量 ≥ 16(kJ/m2)。
13. 纤维强化构件，其特征在于，使上述1~12中任一项所述的纤维强化体发生三维变形。
14. 根据上述2所述的纤维强化体的制造方法，其特征在于，将基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体与包含片材成分的片材进行层叠，接着进行加压加热，使海岛结构体与存在于片材的密合部分的基质成分与片材成分相互浸透，从而使海岛结构体与片材进行热熔接。
15. 根据上述3所述的纤维强化体的制造方法，其特征在于，将基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体与包含片材成分的片材经由包含基质成分的膜进行层叠，接着进行加压加热，分别使海岛结构体与膜相互浸透、使膜与存在于片材的密合部分的基质成分彼此相互浸透、且使基质成分与片材成分相互浸透，从而使海岛结构体与膜与片材进行热熔接。
本发明的纤维强化体的三点弯曲最大强度、三点弯曲破坏应变、IZOD冲击能量吸收量高，因此，作为耐弯曲冲击性高的纤维强化体是有用的。另外，作为包含片材成分的片材，使用了芳族聚酰胺片材等的本发明的纤维强化体具备良好的成型加工性、阻燃性、耐热性等特性，还适合于三维加工。
具体实施方式
以下，针对本发明进行详细说明。
(纤维成分)
作为本发明所使用的纤维成分，可以选择任意的纤维成分。可列举出例如碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等。这些之中，优选为碳纤维，特别优选使用高强度且高弹性模量的碳纤维。作为碳纤维的前体，可以在以下的纤维之中选择任意的纤维。作为碳纤维的前体，一般而言可以使用聚丙烯腈(以下称为PAN)系纤维、沥青(石油或煤中的高沸点・芳香族成分)系纤维、纤维素系纤维、人造丝和其它聚合物纤维。具体而言，优选拉伸弹性模量为100~800GPa、拉伸强度为1000~8000MPa、断裂伸长率为0.1~5%的碳纤维。
本发明所使用的纤维成分可以是在表面附着有上浆剂的纤维成分。使用附着有上浆剂的纤维成分时，该上浆剂的种类可根据纤维成分和基质成分的种类来适当选择，没有特别限定。
纤维成分可以使用将多根长丝成束而得的复丝，此外，也可以使用包含一根长丝的单丝。以复丝的形式使用时，其丝径为1μm~5000μm，优选为50μm~1000μm。以单丝的形式使用时，其单丝丝径为0.1μm~5000μm，优选为2μm~100μm。进一步优选为3μm~50μm。作为复丝的丝数，优选为1根~100000根，更优选为5根~500根，进一步优选为10根~100根。若直径小，则强度降低而难以处理，此外，在直径大的情况下，会牺牲柔软性。作为纤维成分的截面形状，优选为圆或椭圆，但不限定于此。
此外，纤维成分的形态也是任意的，可根据将纤维强化体成形为片材形状时、制成构件时的用途、负荷的承载方式来选择适当的形态。作为具体的形状，可以是长纤维、短纤维、磨碎状结构、机织物结构、股线结构，此外，也可以是将它们组合而得的结构，特别优选容易成形为片状的短纤维。
向纤维强化体中配合的纤维成分的含有率在不损害本发明效果的范围内任意选择，以纤维强化体整体的体积作为基准，优选为1~40体积%、更进一步优选为5~30体积%、最优选为10~20体积%。
从纤维强化体的成形时产生空孔等观点出发，纤维成分的配合量优选为40体积%以下，此外，从纤维强化体的强度观点出发，纤维成分的配合量优选为1%体积以上。
(基质成分)
本发明的纤维强化体包含基质成分。基质成分中所使用的树脂可以任意地选择在熔融时表现出与后述片材成分相互浸透的能力的树脂。作为显示出相互浸透能力的必要条件，是分子结构类似，例如，分子内具有酰胺键的聚酰胺树脂在与以后述同样在分子内具有酰胺键的芳族聚酰胺作为主成分的片材成分一同成形的情况下，显示出相互浸透能力。除此之外，如上所述只要基质成分和片材成分的分子内存在类似的分子结构即可，没有特别限定。通过表现出相互浸透能力，与片材成分的粘接性飞跃性地提高，耐冲击性提高。此外，存在相互浸透能力越高则后述内聚破坏开始时间越短的优点。
作为基质成分，只要对于片材成分表现出相互浸透能力即可，可以为热塑性树脂和热固性树脂中的任一者。其中，优选为热塑性树脂。
作为基质成分的具体例，在片材成分以芳族聚酰胺作为主成分的芳族聚酰胺片材的情况下可列举出聚酰胺树脂，在以苯氧基纤维作为主成分的片材的情况下可列举出环氧树脂，在以聚酯纤维作为主成分的片材的情况下可列举出聚酯树脂，在以聚烯烃纤维作为主成分的片材的情况下可列举出聚烯烃树脂等。这些之中，优选使用容易成形且耐热性高的芳族聚酰胺片材与聚酰胺树脂的组合。
作为聚酰胺树脂，可列举出含有酰胺键的聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、共聚酰胺、聚酰胺MXD6、聚酰胺46、甲氧基甲基化聚酰胺、半芳香族聚酰胺等聚合物；或者日本特开2006-321951所公开那样的含有聚酰胺树脂组合物的聚合物或它们的混合物等，但不限定于它们。
此外，为了改良物性，也可以在不损害本发明效果的范围内将多种树脂混合使用。或者还可以包含下述添加剂。
作为添加剂，可列举出例如阻燃剂、阻燃助剂、防止加热时的垂落(滴落)的制剂、增塑剂、抗氧化剂、脱模剂、耐光剂、耐候剂、着色剂、颜料、改性剂、抗静电剂、抗水解剂、填充剂、纤维成分之外的增强剂(滑石、粘土、云母、玻璃薄片、磨碎玻璃、玻璃珠、结晶性二氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼等)等公知的添加剂。
添加剂例如相对于基质成分100质量份优选为10质量份以下，进一步优选为5质量份以下。
(片材成分)
本发明中的片材成分对于前述基质成分表现出高的相互浸透能力，可以从以耐热性比基质树脂高的聚合物作为主成分的片材成分中任意选择。
此外，上述成形后的基质成分与片材成分的界面面积大时，基质成分与片材成分的粘接力进一步提高，故而优选。具体而言，片材成分的每单位厚度的透气度小时，成形时基质成分容易进入至片材成分的内部，上述界面的面积变大，故而优选，透气度/厚度特别优选为20(秒/μm)以下。
作为片材成分的具体例，在基质成分含有酰胺键的情况下可列举出以具有酰胺键的芳族聚酰胺作为主成分的片材，在基质成分含有酯键的情况下可列举出以含有酯键的聚酯作为主成分的片材等，如果耐热性比基质树脂高的聚合物为主成分，则成形时基质树脂发生了熔融时片材成分也维持形状，因此能够期待更高的耐冲击吸收性，故而优选。
向纤维强化体中配合的片材成分的含有率在不损害本发明效果的范围内任意选择，以纤维强化体整体的体积作为基准，优选为0.3~30体积%、更进一步优选为0.5~20体积%、最优选为1~15体积%。
为了抑制在纤维强化体材料的成形时产生空孔等问题，片材成分的配合量优选为30体积%以下，从纤维强化体材料的耐冲击性的观点出发，片材成分的配合量优选为0.3体积%以上。
(芳族聚酰胺)
在本发明中，芳族聚酰胺是指酰胺键的60%以上直接键合于芳香环的线状高分子化合物(芳香族聚酰胺)。作为这种芳族聚酰胺，可列举出例如聚间苯二甲酰间苯二胺及其共聚物、聚对苯二甲酰对苯二胺及其共聚物、聚(对亚苯基)-共聚(3,4二苯基醚)对苯二甲酰胺等。这些芳族聚酰胺可通过例如使用了间苯二甲酰氯和间苯二甲胺的现有已知的界面聚合法、溶液聚合法等来进行工业制造，可作为市售品来获取，但不限定于此。这些芳族聚酰胺之中，聚间苯二甲酰间苯二胺具备良好的成型加工性、热粘接性、阻燃性、耐热性等特性，尤其是从制成面状体后加工成各种三维构件的加工性、修边容易性出发优选使用。
(芳族聚酰胺纤条体)
在本发明中，芳族聚酰胺纤条体是指具有抄纸性的膜状的芳族聚酰胺颗粒，也被称为芳族聚酰胺纸浆(参照日本特公昭35-11851号公报、日本特公昭37-5732号公报等)。
广泛已知芳族聚酰胺纤条体与通常的木材纸浆同样地实施离解、打浆处理而用作抄纸原料，可出于保持适合于抄纸的品质这一目的而实施所谓的打浆处理。该打浆处理可利用圆盘精研机、打浆机、其它实现机械剪切作用的抄纸原料处理机器来实施。在该操作中，纤条体的形态变化可通过日本工业标准P8121中规定的滤水度试验方法(游离度)来监测。本发明中，实施打浆处理后的芳族聚酰胺纤条体的滤水度优选处于10cm3~300cm3(加拿大游离度)的范围内。对于滤水度大于该范围的纤条体而言，由其成形的多热性电绝缘片材材料的强度有可能降低。另一方面，若想要获得小于10cm3的滤水度，则投入的机械动力的利用效率变小，此外，每单位时间的处理量变少的情况较多，进而，纤条体的微细化过度发生，因此，容易招致所谓粘结剂功能的降低。因此，即使想要这样获得小于10cm3的滤水度，也观察不到特别的优点。
(芳族聚酰胺短纤维)
芳族聚酰胺短纤维是将以芳族聚酰胺作为材料的纤维切断而得的短纤维，作为这种纤维，可列举出例如能够以帝人公司的“Teijinconex(注册商标)”、杜邦公司的“Nomex(注册商标)”等商品名获取的纤维，但不限定于它们。
芳族聚酰胺短纤维的长度通常可以从1mm以上且小于50mm的范围内、优选从2~10mm的范围内选择。若短纤维的长度小于1mm，则片材材料的力学特性降低，另一方面，50mm以上的短纤维在利用湿式法制造芳族聚酰胺片材时容易发生“缠结”、“成束”等，容易成为缺陷的原因。
(芳族聚酰胺片材)
本发明中，芳族聚酰胺片材是指主要由前述的芳族聚酰胺纤条体、芳族聚酰胺短纤维或它们的混合物构成的片状物，通常具有20μm~1000μm范围内的厚度。进而，芳族聚酰胺片材通常具有10g/m2~1000g/m2范围内的单位面积重量。
此处，在使用芳族聚酰胺短纤维的情况下，作为粘结剂，除了芳族聚酰胺纤条体之外，也可以使用由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、尼龙、人造丝、乙烯-四氟乙烯、聚偏二氟乙烯制成的热塑性高分子纤维，进而可以使用环氧树脂、酚醛树脂、聚氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂。此外，作为粘结剂而使用芳族聚酰胺纤条体时，除了作为主体纤维的芳族聚酰胺短纤维之外，也可以使用选自聚苯硫醚、全芳香族聚酯、玻璃纤维、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氨基双马来酰亚胺、碳纤维中的耐热性纤维。此外，作为其它抄纸原料，可以使用通过日本特愿2013-001706中记载的方法进行高压喷射处理而得的抄纸原料。其中，优选为至少含有芳族聚酰胺短纤维和芳族聚酰胺纤条体的芳族聚酰胺片材，其中，至少含有芳族聚酰胺短纤维、芳族聚酰胺纤条体和通过日本特愿2013-001706中记载的方法进行高压喷射处理而得的抄纸原料的芳族聚酰胺片材的透气度/厚度变小，故而特别优选。
芳族聚酰胺片材通常通过将前述芳族聚酰胺纤条体与芳族聚酰胺短纤维混合后进行片材化的方法来制造。具体而言，可以应用例如将上述芳族聚酰胺纤条体和芳族聚酰胺短纤维进行干式共混后，利用气流形成片材的方法；将芳族聚酰胺纤条体和芳族聚酰胺短纤维在液体介质中分散混合后，喷出在液体透过性的支承体、例如网或带上而进行片材化，去除液体而进行干燥的方法等，在这些之中，优选选择将水用作介质的所谓湿式抄造法。此处，芳族聚酰胺纤条体与芳族聚酰胺短纤维的混合比例可以任意设定，优选将芳族聚酰胺纤条体/芳族聚酰胺短纤维的比例(质量比)设为1/9~9/1，可更优选设为2/8~8/2。此外，若对于上述芳族聚酰胺片材追加通过日本特愿2013-001706中记载的方法进行高压喷射处理而得的抄纸原料，则耐弯曲冲击性进一步提高。
在湿式抄造法中，将至少含有芳族聚酰胺纤条体、芳族聚酰胺短纤维的单一或混合物的水性浆料送液至抄纸机而进行分散后，进行脱水、榨水和干燥操作，由此卷取成片材的方法是普遍方法。作为抄纸机，可利用长网抄纸机、圆网抄纸机、倾斜型抄纸机和将它们组合而成的组合抄纸机等。在利用组合抄纸机进行制造的情况下，通过将配合比例不同的浆料进行片材成形并进行合一，由此能够获得包含多个纸层的复合体片材。抄造时，根据需要而使用分散性提高剂、消泡剂、纸力增强剂等添加剂。
已知如上操作而得到的芳族聚酰胺片材通过在一对辊之间以高温高压进行热压来提高密度、结晶度、耐热性、尺寸稳定性和机械强度。在使用例如金属制辊的情况下，热压条件可例示出温度100~400℃、线压50~400kg/cm的范围内，但不限定于此。热压时也可以层叠多个芳族聚酰胺片材。上述的热压加工也可以按照任意顺序进行多次。
(纤维强化体)
本发明中的纤维强化体(优选为纤维强化片材)通过将上述纤维成分、基质成分和片材成分进行成形加工来获得。作为成形加工的方法，可列举出通常公知的注射成形、压缩成形、挤出成形、吹塑成形、加压成形等。
更具体而言，本发明中的纤维强化体优选具有基质成分和纤维成分形成海岛结构的海岛结构体与包含片材成分的片材经由基质成分与片材成分的相互浸透而一体化的结构(纤维强化体结构I)。
此处，基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体可通过使基质成分浸渗至纤维成分的集合体而容易地制备。浸渗可利用例如以下方法来进行：将使基质成分溶解于溶剂而成的基质成分溶液导入纤维成分的集合体的空隙，接着将溶剂通过蒸发等而去除的方法。具体而言，可列举出日本特开2013-56985所述的方法，即将纤维成分进行湿式抄纸而加工成抄纸片材的抄纸工序、和将抄纸片材的纤维成分用粘结剂纤维进行结合而制成纤维基材，并使基质成分浸渗至其中的方法等，但不限定于此。
另外，也可以通过使基质成分发生热熔融，接着导入至纤维成分的集合体的空隙来进行。
所得海岛结构体也可以存在空气等的空孔。
为了经由基质成分与片材成分的相互浸透而进行一体化，可以使用仅能够溶解基质成分的溶剂或者能够溶解基质成分和片材成分这两者的溶剂来进行。尤其是，制备基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体时，优选在包含片材成分的片材上放置纤维成分的集合体，将使基质成分溶解于溶剂而成的基质成分溶液导入至纤维成分的集合体的空隙，且经由基质成分与片材成分的相互浸透而使纤维成分、基质成分和片材成分一体化。另外，还优选将海岛结构体与包含片材成分的片材进行层叠后，进行(加压)加热而使海岛结构体与存在于片材的密合部分的基质成分片材成分发生融合，从而使海岛结构体与片材进行热熔接而一体化。
本发明中，海岛结构体与片材优选经由包含基质成分的膜而一体化(纤维强化体结构II)。该结构II优选通过例如将基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体与包含片材成分的片材经由包含基质成分的膜进行层叠，接着进行(加压)加热，分别使海岛结构体与膜融合、使膜与存在于片材的密合部分的基质成分彼此融合、且使基质成分与片材成分融合，从而使海岛结构体与膜与片材进行热熔接来制造。
本发明中，另外，优选在构成最外层的片材的表面设置有包含基质成分的膜(纤维强化体结构III)。该结构III优选通过在结构I或结构II的片材的表面层叠包含基质成分的膜，接着进行(加压)加热，使膜与存在于片材的密合部分的基质成分与片材成分分别融合，使膜与片材进行热熔接来制造。
进而，本发明中，还优选将海岛结构体层叠多层而成的层叠体I与包含基质成分的膜/包含片材成分的片材/包含基质成分的膜的三层层叠体的1个或多个层叠体II经一体化而成的结构(纤维强化体结构IV)。该结构IV可应用对于结构I~III而如上所述的制造方法来容易地制造。
作为本发明中使用的包含片材成分的片材，厚度优选为10μm~1000μm，进一步优选透气度和厚度满足下式。
透气度/厚度 ≤ 20 (秒/μm)。
在本发明的纤维强化体为片材形状的情况下，厚度优选为50μm~50mm，但不限定于此。
本发明的纤维强化体在基质成分与片材成分之间以50mm/分钟的速度实施180度剥离试验时，内聚破坏开始的时间优选满足下式。
内聚破坏开始时间 ≤ 20 (秒)。
(内聚破坏开始时间)
本发明中的内聚破坏开始时间表示：在实施成形后的基质成分与片材成分的界面的剥离试验时，片材成分和/或基质成分的内聚破坏开始的时间。
在基质成分与片材成分的界面牢固粘接的情况下，存在片材成分和/或基质成分的内聚破坏早早开始的倾向。即，在界面牢固粘接的情况下，与界面的强度相比，片材成分和/或基质成分自身的强度低，片材成分和/或基质成分的内聚破坏开始。通常，若内聚破坏开始，则自该时刻起剥离强度开始降低，因此，可以认为内聚破坏开始的时间与显示最大剥离强度的时间相同。
还优选本发明的纤维强化体的IZOD冲击能量吸收量满足下式。
IZOD冲击能量吸收量 ≥ 16(kJ/m2)。
IZOD冲击能量吸收量可按照JIS K7110以每单位截面积的能量吸收量的形式进行测定。
此外，本发明的纤维强化体可通过公知的加工方法来进行三维变形，并加工成各种成形品来利用。例如，也可以使其发生三维变形而用于汽车用结构材料、航空器结构材料、其它的产业用结构材料、体育用品等。
以下，针对本发明，列举出实施例来进行说明。需要说明的是，这些实施例用于举例说明本发明的内容，本发明的内容完全不限定于此。
实施例
(测定方法)
(1)长度加权平均纤维长度的测定
使用Op Test Equipment公司制的Fiber Quality Analyzer，针对约4000个微粒测定长度加权平均纤维长度。
(2)单位面积重量、厚度的测定
按照JIS C2300-2进行测定。
(3)密度的计算
通过单位面积重量÷厚度来计算。
(4)基于剥离试验的内聚破坏开始时间的测定
使用テンシロン拉伸试验机，以宽度15mm、长度70mm、夹持长度10mm、剥离角度180度、剥离速度50mm/分钟进行实施。将显示最大剥离强度的时间作为内聚破坏开始时间。
(5)透气度的测定
使用JIS P8117中规定的ガーレー透气度测定器，测定100cc(0.1dm3)的空气通过被具有外径28.6mm的圆孔的紧固板按压的片材试样(面积为642mm2)的时间(秒)。
(6)基于三点弯曲试验的三点弯曲最大强度、三点弯曲破坏应变的测定
使用宽度12mm、长度65mm的试验片，以压头半径5mm、支点半径2mm、支点间距离40mm、弯曲速度1mm/秒实施三点弯曲试验，将显示最大强度时的强度作为三点弯曲最大强度，将试验片断裂时的应变作为三点弯曲破坏应变。
(7)基于IZOD冲击试验的能量吸收量的测定
按照JIS K7110，测定每单位截面积的能量吸收量。
(原料制成1)
使用日本特开昭52-15621号公报所述的由定子和转子的组合构成的纸浆颗粒的制造装置(湿式沉淀机)，制造聚间苯二甲酰间苯二胺的纤条体(以下记作芳族聚酰胺纤条体)。将其用离解机、打浆机进行处理，将长度加权平均纤维长度调节至0.9mm(芳族聚酰胺纤条体的滤水度：100ml(加拿大游离度))。
另一方面，将杜邦公司制的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(Nomex(注册商标)、单线纤度为2旦尼尔)切断成6mm的长度(以下记作“芳族聚酰胺短纤维”)。
(经压延加工的芳族聚酰胺纸的制造)
将所制备的芳族聚酰胺纤条体和芳族聚酰胺短纤维各自在水中分散而制作浆料。将这些浆料以纤条体与芳族聚酰胺短纤维达到1/1的配合比例(质量比)的方式进行混合，使用TAPPI式手动抄纸机(截面积为625cm2)制作片状物。接着，将其用金属制压延辊以温度330℃、线压300kg/cm进行热压加工，得到经压延加工的芳族聚酰胺纸。
(原料制成2)
将上述压延加工后的芳族聚酰胺纸通过日本特愿2013-001706中记载的方法实施高压喷射处理，得到将长度加权平均纤维长度调节至0.4mm的抄纸用原料。
(实施例1~3、对照例)
(纤维强化片材的制造)
将所制备的抄纸用原料、所制备的芳族聚酰胺纤条体、所制备的芳族聚酰胺短纤维各自在水中分散而制作浆料。将这些浆料以达到表1所示的配合比例(质量比)的方式进行混合，利用TAPPI式手动抄纸机(截面积为625cm2)制作片状物。接着，将其用金属制压延辊以温度330℃、线压300kg/cm进行热压加工，得到芳族聚酰胺片材。此外，作为包含碳纤维和聚酰胺6的片材，将CARMIX CFRP(PA6)(阿波制纸公司制、聚酰胺6 80体积%、碳纤维 20体积%、厚度1140μm)、聚酰胺6膜(厚度50μm)以达到表1所示比例的方式进行层叠，插入与片材相同尺寸的模具中，以表1所示的条件实施加压加工。
将如此操作而得到的纤维强化片材的主要特性值示于表1。应予说明，关于三点弯曲试验，从纤维强化片材的上表面按压压头。关于IZOD冲击试验，从纤维强化片材的上表面施加冲击。
表1中，实施例1中的层叠顺序(ii)×24/((iii)/(i)/(iii))表示将24片CARMIXCFRP(PA6)(ii)层叠于聚酰胺6膜(iii)/芳族聚酰胺片材(i)/聚酰胺6膜(iii)的层叠体并插入至模具中，以表1所示的条件实施加压加工。
此外，为了实施剥离试验，以达到表2所示比例的方式进行层叠，并以利用拉伸试验的夹具夹住的方式确保10mm(15mm宽度)的未加压部分，以表2所示的条件实施加压加工。将实施聚酰胺6膜与芳族聚酰胺片材的界面处的剥离试验的结果示于表2。
[表1]
Figure DEST_PATH_IMAGE002
[表2]
Figure DEST_PATH_IMAGE004
根据表1和表2的结果可以认为：本发明(实施例1~3)的纤维强化片材的三点弯曲最大强度、三点弯曲破坏应变、IZOD冲击能量吸收量高，因此作为耐弯曲冲击性高的纤维强化片材是有用的。此外可以认为：由于含有包含聚间苯二甲酰间苯二胺的芳族聚酰胺片材，因此具备良好的成型加工性、阻燃性、耐热性等特性，还适用于三维加工。
(比较例)
(纤维强化片材的制造)
利用与实施例相同的方法而得到芳族聚酰胺片材。此外，作为包含碳纤维和聚丙烯的片材，将CARMIX CFRP(PP)(阿波制纸公司制、聚丙烯 80体积%、碳纤维20体积%)、聚丙烯膜以达到表3所示比例的方式进行层叠，插入与片材相同尺寸的模具中，以表3所示的条件实施加压加工。
将如此操作而得到的纤维强化片材的主要特性值示于表3。应予说明，关于三点弯曲试验，从纤维强化片材的上表面按压压头。
此外，为了实施剥离试验，以达到表4所示比例的方式进行层叠，并以利用拉伸试验的夹具夹住的方式确保10mm(15mm宽度)的未加压部分，以表4所示的条件实施加压加工。将实施聚丙烯膜与芳族聚酰胺片材的界面处的剥离试验的结果示于表4。
[表3]
Figure DEST_PATH_IMAGE006
[表4]
Figure DEST_PATH_IMAGE008
根据表3和表4的结果可以认为：聚丙烯(基质成分)与芳族聚酰胺片材(片材成分)之间的粘接力不充分，三点弯曲最大强度也小，因此得不到充分的耐弯曲冲击性。

Claims (15)

1.纤维强化体，其是包含纤维成分、基质成分和片材成分而成的纤维强化体，其特征在于，所述基质成分与片材成分表现出相互浸透能力。
2.根据权利要求1所述的纤维强化体，其特征在于，基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体与包含片材成分的片材经由基质成分与片材成分的相互浸透而一体化。
3.根据权利要求2所述的纤维强化体，其中，海岛结构体与片材经由包含基质成分的膜而一体化。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的纤维强化体，其中，基质成分为具有酰胺键的树脂，片材为芳族聚酰胺片材。
5.根据权利要求4所述的纤维强化体，其中，基质成分为具有酰胺键的热塑性树脂。
6.根据权利要求4所述的纤维强化体，其中，芳族聚酰胺片材包含间苯二甲酰间苯二胺。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的纤维强化体，其中，纤维成分为碳纤维。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的纤维强化体，其中，片材成分的体积分率满足下式，
0.3体积%≤片材成分≤30体积%。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的纤维强化体，其中，纤维成分与基质成分的容量比为1/99~40/60。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的纤维强化体，其中，在所述基质成分与片材成分之间以50mm/分钟的速度实施180度剥离试验时，内聚破坏开始的时间满足下式，
内聚破坏开始时间 ≤20秒。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的纤维强化体，其中，包含片材成分的片材的透气度、厚度满足下式，
透气度/厚度 ≤ 20秒/μm。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的纤维强化体，其特征在于，IZOD冲击能量吸收量满足下式，
IZOD冲击能量吸收量 ≥ 16kJ/m2。
13.纤维强化构件，其特征在于，使权利要求1~12中任一项所述的纤维强化体发生三维变形。
14.根据权利要求2所述的纤维强化体的制造方法，其特征在于，将基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体与包含片材成分的片材进行层叠，接着进行加压加热，使海岛结构体与存在于片材的密合部分的基质成分与片材成分相互浸透，从而使海岛结构体与片材进行热熔接。
15.根据权利要求3所述的纤维强化体的制造方法，其特征在于，将基质成分与纤维成分形成海岛结构的海岛结构体与包含片材成分的片材经由包含基质成分的膜进行层叠，接着进行加压加热，分别使海岛结构体与膜相互浸透、使膜与存在于片材的密合部分的基质成分彼此相互浸透、且使基质成分与片材成分相互浸透，从而使海岛结构体与膜与片材进行热熔接。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7265781B2 (ja) * 2020-06-23 2023-04-27 隆 黒瀬 複合部材の製造方法及び板状複合部材
JP2023538909A (ja) * 2020-08-20 2023-09-12 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 溶融加工可能な耐衝撃性繊維強化複合材料

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5149574A (en) * 1990-01-25 1992-09-22 Basf Aktiengesellschaft Laminates of improved edge stability
JPH05117411A (ja) * 1991-04-23 1993-05-14 Teijin Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂シート及びその製造方法
JP2007138146A (ja) * 2005-10-21 2007-06-07 Teijin Techno Products Ltd 繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材、及び繊維強化樹脂製歯車並びにその製造方法
JP2008238624A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Toray Ind Inc ポリアミド樹脂製構造物、およびその製造方法
US20160101592A1 (en) * 2013-06-18 2016-04-14 E I Du Pont De Nemours And Company Hybrid glass fibers carbon fibers thermoplastic composites

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS511851B1 (zh) 1973-08-09 1976-01-21
JPS5947695B2 (ja) 1975-07-25 1984-11-21 帝人株式会社 パルプ粒子の製造装置
JP2001181406A (ja) 1999-12-22 2001-07-03 Kanazawa Inst Of Technology 炭素繊維強化プラスチック、およびそれを用いた部材
JP4852262B2 (ja) 2005-05-20 2012-01-11 日東シンコー株式会社 樹脂組成物
JP2013001706A (ja) 2011-06-20 2013-01-07 Miryoku Coffret Co 天草大王を使用した化粧品
JP5841780B2 (ja) 2011-09-07 2016-01-13 阿波製紙株式会社 プリプレグの製造方法と繊維強化熱硬化性樹脂成型体の製造方法
JP5994972B2 (ja) * 2012-04-20 2016-09-21 デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社 アラミド−樹脂フィルム積層体及びその製造方法
MX2015004661A (es) * 2012-10-18 2015-08-07 Toray Industries Composicion de resina reforzada con fibra de carbono, metodo para fabricar composicion de resina reforzada con fibra de carbono, material de moldeo, metodo para fabricar material de moldeo y articulo moldeado a partir de resina reforzada con fibra de carbono.
JP2017170781A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 東レ株式会社 積層体およびそれを用いた車両部品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5149574A (en) * 1990-01-25 1992-09-22 Basf Aktiengesellschaft Laminates of improved edge stability
JPH04288227A (ja) * 1990-01-25 1992-10-13 Basf Ag 改良された縁部安定性の積層板
JPH05117411A (ja) * 1991-04-23 1993-05-14 Teijin Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂シート及びその製造方法
JP2007138146A (ja) * 2005-10-21 2007-06-07 Teijin Techno Products Ltd 繊維強化樹脂製歯車用繊維補強材、及び繊維強化樹脂製歯車並びにその製造方法
JP2008238624A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Toray Ind Inc ポリアミド樹脂製構造物、およびその製造方法
US20160101592A1 (en) * 2013-06-18 2016-04-14 E I Du Pont De Nemours And Company Hybrid glass fibers carbon fibers thermoplastic composites

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张春红等: "《高分子材料》", 28 February 2016 *

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