CN115023329A - 包含碳纤维和玻璃纤维的冷压成形体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

通过使用不连续碳纤维和不连续玻璃纤维调整端部区域(流动区域)的体积,优选调整体积电阻率,从而提供一种接合强度、接合稳定性都优异的冷压成形体。

Description

包含碳纤维和玻璃纤维的冷压成形体及其制造方法
技术领域
本发明涉及包含碳纤维和玻璃纤维的冷压成形体。
背景技术
对于将碳纤维、玻璃纤维作为强化材料使用的复合材料,其拉伸强度、拉伸弹性模量高,且线膨胀系数小,因此尺寸稳定性优异,而且耐热性、耐化学药品性、耐疲劳特性、耐磨损性、电磁波屏蔽性、X射线透过性也优异,而且上述复合材料与金属材料、陶瓷材料相比重量轻,因此,使用碳纤维或玻璃纤维、特别是近年来使用碳纤维作为强化材料的纤维强化塑料被广泛地应用于汽车、运动/休闲、航空/航天、一般产业用途。
例如在专利文献1中,为了轻量化、降低材料费、提高机械特性,作为材料的复合化技术而记载了使用碳纤维和玻璃纤维的层叠结构。在使用具有夹层结构的异种材料的情况下,能够在表面材料和芯材中分别具有不同的作用,能够确保每单位重量的优异强度和高刚性。这样的混合材料具有通过稍微改变表面层和芯层的弹性模量来提高梁、平板的弯曲强度、弯曲弹性模量的特征,CFRP/GFRP/CFRP的层叠结构等可以说是典型的混合结构。
在专利文献2中,记载了将由玻璃纤维强化后的热塑性树脂层和由碳纤维强化后的热塑性树脂层叠而成形的成形体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-43412号公报
专利文献2:国际公开2018/052080号小册子
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而,在专利文献1所记载的发明中,作为中间层的玻璃纤维强化树脂基材的目的在于层叠复杂形状的成形品,未对成形体的紧固稳定性进行研究。另外,专利文献1中记载的碳纤维基材是利用抄纸法进行准备而含浸有热塑性树脂,因此成形时的回弹过大。
另外,在专利文献2所记载的发明中,未对流动部分中的玻璃纤维与碳纤维的比率进行研究,紧固稳定性仍然不足。此外,由于投入到梳理机中并进行解纤混合,因此碳纤维树脂层几乎不流动。
因此,本发明的目的在于提供一种冷压成形体,其通过使用不连续碳纤维和不连续玻璃纤维来对端部区域(流动区域)中的体积、优选体积电阻率进行调整,从而使接合强度、接合稳定性也优异。
用于解决问题的技术手段
为了解决上述课题,本发明提供以下的手段。
[1]一种冷压成形体,其中,所述冷压成形体由材料A和材料B层叠而成,所述材料A包含重均纤维长度LwA为1mm以上且100mm以下的不连续碳纤维和热塑性树脂a,所述材料B包含不连续玻璃纤维和热塑性树脂b,且满足:
Va/Vb>Vaflow/Vbflow,其中,
Va是成形体中所含的材料A的体积,
Vb是成形体中所含的材料B的体积,
Vaflow是成形体的面内方向的流动区域中的、材料A所占的流动区域A的体积,
Vbflow是成形体的面内方向的流动区域中的、材料B所占的流动区域B的体积,
流动区域是指,在进行冷压时材料A及材料B在成形体的面内方向上流动而形成的区域。
[2]如[1]所述的冷压成形体,其中,在流动区域设置插入孔,并将金属制的螺栓插入该插入孔内。
[3]根据[2]或[2]中任一项所述的冷压成形体,其中,流动区域的体积电阻率为1.0×1012Ω·m以上。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的冷压成形体,其中,热塑性树脂a与热塑性树脂b为相同的树脂。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的冷压成形体,其中,不连续玻璃纤维的重均纤维长度LwB为0.1mm以上且100mm以下。
[6]如[1]至[5]中任一项所述的冷压成形体,其中,满足:Va/Vb>(Vaflow/Vbflow)×10。
[7]一种冷压成形体的制造方法,其中,层叠材料B和板状的材料A,所述板状的材料A包含重均纤维长度LwA为1mm以上且100mm以下的不连续碳纤维和热塑性树脂a,所述材料B包含不连续玻璃纤维和热塑性树脂b,
在成形模具内对所述材料B进行冷压而使所述材料B在材料A的面内方向流动而面延伸,
且满足:Va/Vb>Vaflow/Vbflow,其中,
Va是成形体中所含的材料A的体积,
Vb是成形体中所含的材料B的体积,
Vaflow是成形体的面内方向的流动区域中的、材料A所占的流动区域A的体积,
Vbflow是成形体的面内方向的流动区域中的、材料B所占的流动区域B的体积。
[8]如[7]所述的冷压成形体的制造方法,其中,流动区域的最小壁厚比非流动区域的最小壁厚薄,
其中,非流动区域是指,冷压成形体中的被材料A或材料B最先与成形模具接触的面夹持的区域。
[9]如[7]或[8]中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其中,材料A的回弹量大于1.0且小于14.0。
[10]如[7]至[9]中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其中,在流动区域设置插入孔并将金属制的螺栓插入该插入孔。
[11]如[7]至[10]中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其中,流动区域的体积电阻率为1.0×1012Ω·m以上。
[12]如[7]至[11]中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其中,热塑性树脂a与热塑性树脂b为相同的树脂。
[13]如[7]至[12]中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其中,不连续玻璃纤维的重均纤维长度LwB为0.1mm以上且100mm以下。
[14]如[7]至[13]中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其中,满足:Va/Vb>(Vaflow/Vbflow)×10。
发明效果
根据本发明,能够使用不连续碳纤维和不连续玻璃纤维来调整端部区域的体积电阻率,能够提高螺栓紧固时的冷压成形体的接合强度和接合稳定性。
附图说明
图1是本发明中的冷压成形体的示意图。
图2是图1中的“101-101’”的剖视图。
图3A是表示冷压成形体的一例的制造方法的示意图。
图3B是表示冷压成形体的一例的制造方法的示意图。
图4是在本发明的冷压制成形体的流动区域设置插入孔而使用金属制的螺栓与其他部件紧固的示意图。
图5是本发明中的冷压成形体的示意图。
图6是本发明中的冷压成形体的示意图。
图7是本发明中的冷压成形体的示意图。
图8是本发明中的冷压成形体的示意图。
图9是本发明中的冷压成形体的示意图。
图10是本发明中的冷压成形体的示意图。
图11是本发明中的冷压成形体的示意图。
图12是本发明中的冷压成形体的示意图。
图13是示出在制造本发明的冷压成形体时材料流动的方向的图。
图14是落锤试验的示意图。
图15是表示冷压成形体的一例的示意图。
符号说明
101-101’ 图2的剖面观察线
102 表示流动区域的范围
103 表示非流动区域的范围
201 表示流动区域的范围
202 表示非流动区域的范围
301 材料A
302 材料B
303 未装填区域
304 成形上模
305 成形下模
306 装填区域(成为非流动区域)
311 流动区域A(材料A流动形成的区域)
312 流动区域B(材料B流动而形成的区域)
313 非流动区域
314 流动区域
401 流动区域A
402 流动区域B
403 其他部件
501 流动区域
502 插入孔
1301 未装填区域(流动区域)
1302 装填区域(非流动区域)
1401 成形体
1402 夹具
1403 钢球
具体实施方式
[碳纤维]
1.碳纤维整体
作为本发明中使用的碳纤维,一般已知有聚丙烯腈(PAN)系碳纤维、石油/煤沥青系碳纤维、人造丝系碳纤维、纤维素系碳纤维、木质素系碳纤维、酚系碳纤维等,在本发明中,可以适当使用这些中的任一种碳纤维。其中,在本发明中,从拉伸强度优异的方面考虑,优选使用聚丙烯腈(PAN)系碳纤维。
2.碳纤维的上浆剂
本发明中使用的碳纤维也可以是在表面附着有上浆剂的碳纤维。在使用附着有上浆剂的碳纤维的情况下,该上浆剂的种类可以根据碳纤维的种类和材料A中使用的热塑性树脂的种类适当选择,没有特别限定。
3.碳纤维的纤维直径
本发明中使用的碳纤维的单纱(一般情况下,单纱有时称为单丝)的纤维直径只要根据碳纤维的种类适当决定即可,没有特别限定。平均纤维直径通常优选在3μm~50μm的范围内,更优选在4μm~12μm的范围内,进一步优选在5μm~8μm的范围内。在碳纤维为纤维束状的情况下,不是指纤维束的直径,而是指构成纤维束的碳纤维(单纱)的直径。碳纤维的平均纤维直径例如可以通过JIS R7607:2000中记载的方法进行测定。
4.不连续碳纤维的重均纤维长度LwA
本发明中的材料A包括重均纤维长度LwA的碳纤维。
重均纤维长度LwA为1mm以上且100mmm以下,优选为1mm以上且100mm以下,更优选为3mm以上且80mm以下,进一步优选为5mm以上且60mm以下。如果LwA为100mm以下,则材料A的流动性不容易降低,容易得到所期望的形状的冷压成形体。另外,在LwA为1mm以上的情况下,所得到的冷压成形体的机械强度不容易降低,因此优选。
在本发明中,也可以并用纤维长度彼此不同的碳纤维。换言之,本发明中使用的碳纤维可以在重均纤维长度的分布中具有单一的峰,或者也可以具有多个峰。需要说明的是,对于注射成形体、挤出成形体中所含的碳纤维,为了使碳纤维在注射(挤出)成形体中均匀地分散而经过了充分的混炼工序,通常碳纤维的重均纤维长度小于1mm。
5.碳纤维的重均纤维长度的测定方法
一般而言,碳纤维的平均纤维长度例如可以使用游标卡尺等将从成形材料(或成形体)中随机提取出的100根纤维的纤维长度测定至1mm单位,并基于下述式(1)求出。平均纤维长度的测定可以通过重均纤维长度来测定。当将各个碳纤维的纤维长度设为Li,将测定根数设为j时,数均纤维长度和重均纤维长度通过以下的式(1)、(2)求出。
Ln=ΣLi/j 式(1)
Lw=(ΣLi2)/(ΣLi) 式(2)
纤维长度为一定长度时,数均纤维长度和重均纤维长度为相同的值。
[玻璃纤维]
1.平均纤维直径
玻璃纤维的平均纤维直径优选为1μm~50μm,更优选为5μm~20μm。若平均纤维直径过小,则热塑性树脂向纤维的浸渗性变得困难,若过大则对成形性、加工性造成不良影响。
2.不连续玻璃纤维的重均纤维长度
本发明中使用的玻璃纤维的重均纤维长度优选为0.1mm~100mm,更优选为0.1mm~70mm,进一步优选为0.1mm~50mm,特别优选为0.1mm~50mm。
若使玻璃纤维的重均纤维长度为1mm以下,则流动性优异,因此优选。相反,玻璃纤维越长则越能得到机械物性越优异的结构材料。
在本发明中,也可以并用纤维长度彼此不同的不连续玻璃纤维。换言之,本发明中使用的不连续玻璃纤维可以在重均纤维长度的分布中具有单一的峰,或者也可以具有多个峰。
不连续玻璃纤维的重均纤维长度和数均纤维长度能够以与上述的式(1)、(2)相同的方式进行测定。需要说明的是,关于不连续玻璃纤维的纤维长度LwB小于1mm时的具体测定方法将后述。
3.上浆剂
关于材料B的玻璃纤维中使用的上浆剂,也可以与碳纤维同样地适当使用优选的上浆剂。
[纤维体积比例(Vf)]
对于包含不连续碳纤维的材料A和包含不连续玻璃纤维的材料B,纤维体积比例(Vf)可以分别通过下述式(3)求出。
纤维体积比例(Vf)=100×纤维体积/(纤维体积+热塑性树脂体积)式(3)
材料A中的碳纤维体积比例没有特别限定,但碳纤维体积比例(Vf)优选为10Vol%~60Vol%,更优选为20Vol%~50Vol%,进一步优选为25Vol%~45Vol%。
材料B中的玻璃纤维体积比例没有特别限定,优选为10Vol%~60Vol%,更优选为30Vol%~50Vol。
[纤维的断裂伸长率]
玻璃纤维的断裂伸长率(最大伸长率(%))优选为1%~10%,更优选为2%~6%。通过使用包含伸长率为该范围的玻璃纤维的材料B,与仅使用碳纤维(仅使用材料A)的成形体相比,耐冲击性提高。
[材料A中所含的碳纤维的形态]
1.束形态
碳纤维是纤维长度为5mm以上的不连续纤维,优选包含纤维束小于0.3mm的碳纤维a1和束宽度为0.3mm以上且3.0mm以下的碳纤维束a2。碳纤维束a2相对于材料A中所含的碳纤维的体积比例优选为5Vol%以上且小于95Vol%,更优选为10Vol%以上且小于90Vol%。
2.分散
在材料A中,碳纤维优选在面内方向分散。面内方向是指与成形体的板厚方向正交的方向,是指与板厚方向正交的平行的面的不定的方向。
进而,碳纤维优选在面内方向上沿二维方向随机地分散。在此,所谓二维随机地分散是指碳纤维在成形体的面内方向上不是如一个方向那样的特定方向而是无序地取向,整体上不显示特定的方向性而配置于片材面内的状态。使用该二维随机分散的不连续纤维而得到的材料A是在面内不具有各向异性的、实质上各向同性的材料。
需要说明的是,二维随机的取向度通过求出相互正交的两个方向的拉伸弹性模量的比来进行评价。对于材料A的任意方向以及与其正交的方向,如果分别测定的拉伸弹性模量的值中的较大的值除以较小的值而得的(Eδ)比为5以下,更优选为2以下,进一步优选为1.5以下,则可以评价为碳纤维以二维随机的方式分散。成形体具有形状,因此作为向面内方向的二维随机分散的评价方法,优选加热至软化温度以上而恢复成平板形状而固化。之后,切割试验片而求出拉伸弹性模量,则能够确认二维方向的随机分散状态。
[材料B中所含的玻璃纤维的纤维形态]
在材料B中,玻璃纤维优选在面内方向分散。面内方向是指与成形体的板厚方向正交的方向,是指与板厚方向正交的平行的面的不定的方向。
进而,优选玻璃纤维在面内方向上沿二维方向随机地分散。
在此,所谓二维随机地分散是指,玻璃纤维在成形体的面内方向上不是朝向一个方向那样的特定方向而是无序地取向,整体上不显示特定的方向性而配置于片材面内的状态。使用该二维随机分散的不连续纤维而得到的材料B是在面内不具有各向异性的、实质上各向同性的材料B。
需要说明的是,二维随机的取向度通过求出相互正交的两个方向的拉伸弹性模量的比来进行评价。对于材料B的任意方向以及与其正交的方向,如果分别测定的拉伸弹性模量的值中的较大的值除以较小的值而得到的(Eδ)比为5以下,更优选为2以下,进一步优选为1.5以下,则可以评价为玻璃纤维呈二维随机地分散。
[热塑性树脂]
本发明中使用的热塑性树脂a和热塑性树脂b(热塑性的基体树脂)没有特别限定,可以适当选择使用具有期望的软化点或熔点的树脂。作为热塑性树脂,通常使用软化点为180℃~350℃的范围内的热塑性树脂,但并不限定于此。
作为热塑性树脂,可以举出聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚缩醛树脂(聚氧四亚甲基树脂)、聚碳酸酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚芳酯树脂、聚苯醚树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚腈树脂、苯氧基树脂、聚苯硫醚树脂、聚砜树脂、聚酮树脂、聚醚酮树脂、热塑性聚氨酯树脂氟系树脂、热塑性聚苯并咪唑树脂等。
本发明的材料A或材料B中使用的热塑性树脂可以仅为1种,也可以为2种以上。作为并用2种以上热塑性树脂的方式,例如可以举出并用软化点或熔点相互不同的热塑性树脂的方式、并用平均分子量相互不同的热塑性树脂的方式等,但不限于此。
另外,优选材料A中所含的热塑性树脂a与材料B中所含的热塑性树脂b为同种的热塑性树脂。
[其他的剂]
在不妨碍本发明的目的的范围内,本发明中使用的材料A或材料B可以包含有机纤维或无机纤维的各种纤维状或非纤维状的填料、阻燃剂、耐UV剂、稳定剂、脱模剂、颜料、软化剂、增塑剂、表面活性剂、中空玻璃珠等添加剂。
[材料A]
材料A的制造方法没有特别限定,例如可以通过美国专利第8946342号中记载的方法,制作含有碳纤维和热塑性树脂的材料。优选材料A为各向同性的材料,其制造方法记载于美国专利第8946342号。
[材料A的回弹量]
为了使用材料A进行冷压成形,需要将材料A预热、加热至规定的温度而软化、熔融,包含重均纤维长度1mm~100mm的碳纤维(尤其是在包含碳纤维堆积成的哑光状态的碳纤维的情况下)的材料A在预热时热塑性树脂成为可塑状态时,因材料A碳纤维的回弹而膨胀,体积密度发生变化。若在预热时体积密度发生变化,则材料A变得多孔,表面积增大,并且空气流入到材料A的内部,促进热塑性树脂的热分解。在此,回弹量是指将预热后的材料A的板厚除以预热前的材料A的板厚而得到的值。
若材料A所包含的碳纤维束成为高开纤(富含单丝)、或者纤维长度变长,则回弹量有变大的倾向。
在本发明中,优选材料A的回弹量大于1.0且小于14.0。若材料A的回弹量小于14.0,则在将材料A装填于所述成形模具时,材料A不易从成形模具溢出。特别是,如图5所示,在成形截面帽形状的成形体的情况下,优选回弹量小。
本发明中的材料A的优选的回弹量为超过1.0且为7.0以下,更优选为超过1.0且为5.0以下,进一步优选为超过1.0且为3.0以下,更进一步优选为超过1.0且为2.5以下。
[材料B]
1.混炼颗粒
本发明中使用的材料B的制造方法没有特别限定,可以使用玻璃纤维和热塑性树脂进行混炼,将得到的颗粒作为材料B。
2.LFT-D混炼材料
材料B也可以通过长纤维增强热塑性塑料的直接加工(LFT-D:Long FiberThermoplastic Direct in line Compound)法制作。
LFT-D法将强化纤维与热塑性树脂一起投入混炼机,一边对热塑性树脂进行熔融混炼一边利用螺杆的剪切力将强化纤维切割成适当的长度来制作LFT-D混炼材料(热塑性树脂与强化纤维的复合材料,以下有时称为“复合物”)。作为材料B,能够使用该复合物。需要说明的是,LFT-D法是通过在该复合物未冷却期间进行压制成形而得到成形品的加工方法。
更详细而言,可以按照“In-line compounding and molding of long-fiberreinforced thermoplastics(D-LFT):Insight into a rapid growingtechnology.ANTEC 2004Conference Proceeding sp.3500”中记载的LFT-D制造方法来制造LFT-D混炼材料。
3.其他
通过与上述材料A同样的制造方法(例如美国专利第8946342号中记载的方法),能够制作包含玻璃纤维和热塑性树脂的板状的材料,也可以将其作为材料B。
[材料与冷压成形体的关系]
在本发明中,材料A、材料B通过冷压成形而成为成形体。因此,本发明中的材料A、材料B优选为平板形状。另一方面,成形体被赋形而成为三维形状。
在使用热塑性树脂进行冷压的情况下,在成形前后强化纤维的形态被大致维持,因此若分析成形体所包含的碳纤维、玻璃纤维的形态,则可知材料A、材料B的碳纤维、玻璃纤维的形态是怎样的形态。特别是在进行冷压时,在不使材料流动而成形的情况下(非流动成形),纤维形态几乎不变。
[压制成形]
在本发明中,可以对材料A和材料B进行加热,将加热后的材料A和材料B在成形模具内同时压制,制造冷压成形体。
[冷压]
一般而言,含有增强纤维和热塑性树脂的材料的压制成形(有时也称为压缩成形)可以分类为热压成形和冷压成形。
在本发明中,特别优选使用了冷压的压制成形。冷压法是例如将加热至第一规定温度后的热塑性强化纤维复合材料(以下,有时作为材料A及材料B的总称)投入到设定为第二规定温度的成形模具内后,进行加压、冷却。
具体而言,在热塑性树脂a和热塑性树脂b为相同种类且其为结晶性的情况下,第一规定温度为熔点以上,第二规定温度低于熔点。热塑性树脂a和热塑性树脂b为相同种类且其为无定形的情况下,第一规定温度为玻璃化转变温度以上,第二规定温度低于玻璃化转变温度。
在热塑性树脂a和热塑性树脂b为不同的树脂的情况下,以树脂的熔点或玻璃化转变温度中的高的一方为基准确定第一规定温度,以树脂的熔点或玻璃化转变温度中的低的一方为基准确定第二规定温度。
即,冷压法至少包含以下的工序A-1)~A-2)。
工序A-1)是如下工序:在热塑性树脂为结晶性的情况下,将热塑性强化纤维复合材料加热至熔点以上且分解温度以下;在热塑性树脂为无定形的情况下,将热塑性强化纤维复合材料加热至玻璃化转变温度以上且分解温度以下。
工序A-2)是如下工序:在热塑性树脂为结晶性的情况下,将在上述工序A-1)中被加热后的热塑性强化纤维复合材料配置于温度被调节为低于熔点的成形模具中,并进行加压;在热塑性树脂为无定形的情况下,将在被上述工序A-1)中加热后的热塑性强化纤维复合材料配置于温度被调节为低于玻璃化转变温度的成形模具中,并进行加压。通过进行这些工序,能够完成热塑性强化纤维复合材料的成形(能够制造冷压成形体)。
上述的各工序需要按照上述的顺序进行,但也可以在各工序间包括其他工序。其他工序例如有:在工序A-2之前,利用与工序A-2)中利用的成形模具不同的赋形模具,预先赋形为成形模具的型腔的形状的赋形工序等。另外,工序A-2是对热塑性强化纤维复合材料施加压力而得到期望形状的成形体的工序,但此时的成形压力没有特别限定,但优选相对于成形模具型腔投影面积小于20MPa,更优选为10MPa以下。另外,当然也可以在压制成形时将各种工序放入上述工序之间,例如也可以使用一边真空一边进行压制成形的真空压制成形。
[投影面积装填率]
对本发明中的冷压成形时的投影面积装填率没有特别限定,以下示出投影面积装填率的计算方法。
投影面积装填率(%)=100×材料的投影面积(mm2)/成形模具型腔投影面积(mm2)
在此,材料的投影面积是指,配置的(包含材料A和材料B)的全部材料向拔出方向的投影面积,成形模具型腔的投影面积是成形模具向拔出方向的投影面积。
[流动区域和非流动区域]
在使投影面积装填率小于100%而进行冷压来制造成形体的情况下,流动区域与非流动区域能够分别明确地区分区域。若观察纤维取向状态,则能够容易地判断流动区域与非流动区域。流动区域容易产生纤维的紊乱,相反,非流动区域不容易产生纤维的取向紊乱。例如,在材料A、材料B中所含的碳纤维和玻璃纤维在面内方向分散的情况下,非流动区域维持了在面内方向的分散。另一方面,流动区域的纤维向三维方向进行取向,不容易维持向面内方向的分散。进而,在未涂装成形体的情况下,也可以观察成形体的表面上的树脂的颜色差异。在非流动区域中,材料的表面直接成为成形体的表面。材料表面容易因冷压前的加热而发生树脂分解。另一方面,流动区域的成形体表面由材料内部的树脂流动而形成。材料内部的树脂由于冷压前的加热引起的树脂分解少。因此,在流动区域与非流动区域中,成形体表面的颜色产生差异。
图3B是以A/B/A的顺序层叠材料A和材料B并进行冷压而使其流动成形的示意图。
在如图3A、图3B那样进行冷压的情况下,由于成形模具的温度为热塑性树脂的软化温度以下的状态,因此在将材料A(301)载置于成形下模(305)的同时,热塑性树脂固化而成为非流动面。同样地,在成形上模(304)下降而与材料A(301)接触时,热塑性树脂也在接触的同时固化,成为非流动面。即,非流动区域是被材料A或材料B最先与成形模(成形上模和成形下模)接触的面(非流动面)夹着的区域。
另一方面,材料的内部维持可塑化温度以上,通过压制压力的上升,材料A及材料B流动,形成流动区域并成为冷压成形体。如图3A、图3B所示,最先进行了装填的范围成为非流动区域(313),其他区域成为流动区域(314)。即,流动区域是指在进行冷压时材料A及材料B向成形体的面内方向流动而形成的区域。在以投影面积装填率小于100%的条件进行成形的情况下,流动区域形成冷压成形体的端部。
需要说明的是,即使是在进行冷压后对端部等进行修整或2次加工而使得流动区域的体积减少的情况下,也观察修整或2次加工后的冷压成形体中所含的流动区域。
另外,为了说明流动区域和非流动区域,为了方便起见,将图3A、图3B的层叠结构设为A/B/A,但本发明并不限定于此。
[流动区域中的流动区域A和流动区域B]
在冷压成形体的面内方向的流动区域中,将材料A所占的区域设为流动区域A,将材料B所占的区域设为流动区域B。
例如,如图3A所示,冷压成形体通过配置材料A(301)和材料B(302)并同时压制,能够得到流动区域A(311)和流动区域B(312)。在如图3B那样进行压制的情况下,容易流动的材料B比材料A先流动。于是,在流动区域,材料B的比例变得比较大,与成形体中包含的材料A和材料B的体积比Va/Vb相比,流动区域中的材料A与材料B的体积比Vaflow/Vbflow变小。即,满足:Va/Vb>Vaflow/Vbflow。Va/Vb>Vaflow/Vbflow时,流动区域中的体积电阻率变得比较大,因此,在流动区域设置插入孔而插入有金属制的螺栓时,能够有效地抑制电蚀的问题,能够提高紧固稳定性。更优选Va/Vb>Vaflow/Vbflow×10,进一步优选Va/Vb>Vaflow/Vbflow×20。
更具体而言,在冷压成形体的至少一个面内方向的流动区域中,流动区域A与流动区域B的体积比率为Vaflow/Vbflow<1.0。Vaflow/Vbflow<1.0意味着在流动区域中,材料B的体积比率大于材料A的体积比率。若Vaflow/Vbflow<1.0,则流动区域中的体积电阻率变得比较大,因此在流动区域中设置插入孔而插入有金属制的螺栓时,能够有效地抑制电蚀的问题,能够提高紧固稳定性。更优选Vaflow/Vbflow<0.8,进一步优选Vaflow/Vbflow<0.5,更进一步优选Vaflow/Vbflow<0.3。流动区域也可以仅为材料B。在流动区域仅为材料B的情况下,Vaflow/Vbflow=0。
[材料A的体积Va和材料B的体积Vb]
在本发明中,材料A的体积是指在冷压成形体中包含的材料A的体积,材料B的体积是指在冷压成形体中包含的材料B的体积。Va、Vb与流动区域和非流动区域无关,是冷压成形体中所含的材料A、或材料B的全部体积。
在由于在进行冷压后对端部等进行修整或2次加工,而使材料A或材料B的体积减少的情况下,对修整或2次加工后的冷压成形体中所含的材料A、材料B的体积进行测量。
[材料A的体积Va与材料B的体积Vb之比]
本发明的冷压成形体中所含的材料A的体积Va与材料B的体积Vb之比即Va:Vb为,
(1)从提高流动性的观点考虑,优选为10:90~50:50,更优选为20:80~40:60。例如,能够使用材料A形成冷压成形体的主要部分,仅在需要的部分(例如端部、细微部分等)使用流动性高的材料B来形成。
(2)从更加轻量化的观点出发,优选为50:50~90:10,更优选为60:40~80:20。
[材料的层叠结构]
在本发明中,优选对材料A和材料B进行加热,将加热后的材料A和材料B层叠,在成形模具内同时进行压制。层叠结构没有限定,可以为A/B、A/B/A、B/A/B、A/B/A/B、A/B/A/B/A这样的多层结构的成形材料。在此,仅记载为“A”、“B”是指各材料的层。另外,当然也可以设为在此未记载的其他多层结构。另外,不仅可以使用材料A和材料B,还可以使用材料C作为其他材料,设置成A/B/C/A等。
在材料A存在于两面且材料B存在于中间层的A/B/A的构成的情况下,材料A由于含有碳纤维而容易冷却,难以流动。作为中间层的材料B与碳纤维相比不易冷却,因此容易流动。
需要说明的是,在本发明中,层叠有材料A和材料B的冷压成形体不需要在冷压成形体的全部区域中层叠材料A和材料B,只要在一部分层叠材料A和材料B即可。例如,冷压成形体的端部也可以全部由材料B形成。
[体积电阻率]
流动区域的体积电阻率优选为1.0×1012Ω·m以上,更优选为1.0×1013Ω·m以上。如果体积电阻率在该范围内,则在将金属螺栓插入流动区域时,能够有效地防止电蚀。
[金属制的螺栓的插入]
优选在流动区域设置插入孔并插入金属制的螺栓。在本发明中,由于在流动区域中含有大量体积电阻率高的材料B,因此能够抑制电蚀。
即,也可以是在本发明的冷压成形体的流动区域设置插入孔,将金属制的螺栓插入该插入孔中,并可以将冷压成形体紧固至待紧固的部件以形成紧固体。
[向面内方向的面延伸]
本发明的冷压成形体的制造优选将板状的材料A和材料B层叠,使用成形上模和成形下模进行冷压,使所述材料B在材料A的面内方向流动并进行面延伸而制造。所谓面延伸是指,材料向板状的成形材料的面内方向的延长面流动。需要说明的是,在成形模具内进行冷压而使所述材料B向材料A的面内方向流动进行面延伸是指,至少材料B流动而进行面延伸。此时,材料A可以流动,也可以不流动。
通常,冷压成形是如下的成形方法:对板状的材料进行加热,将加热后的材料用成形模具夹持并加压,由此得到所期望的形状的成形体。在材料所含的基质树脂为热塑性树脂的情况下,由于在冷压成形时材料流动,因此也能够容易地制造复杂形状的成形体。
但是,在材料所含的强化纤维为作为碳纤维的热塑性碳纤维复合材料的情况下,碳纤维的纤维长度越长则越难以流动,例如出于提高冷压成形体的性能的目的,在调整用碳纤维强化后的热塑性复合材料中的碳纤维的取向方向的情况下,如果过于流动,则碳纤维的取向方向产生紊乱,还可能引起无法充分实现提高所得到的冷压成形体的性能的目的的问题。
相反,在不使材料A流动过多的情况下,难以制造复杂形状的冷压成形体。因此,对于用碳纤维强化后的热塑性复合材料(材料A)而言,要求即使不过多流动也能够得到所希望的形状的冷压成形体,例如也可以在从原料基材(包含碳纤维和热塑性树脂的复合材料)切出用于压制成形的材料A时,切割成图案状(也称为“图案切割”)。
另外,通过仅由材料B形成冷压成形体的至少1个面内方向的端部(在具有面内方向的末端的角部的冷压成形体中,优选末端的角部),能够抑制该端部的缺损的产生(即尺寸稳定性优异)。这是因为,与含有碳纤维的材料A相比,包含玻璃纤维的材料B是更容易流动的材料,因此通过在压制成形中流动至成形模具的端部,能够抑制缺口的产生。
另外,若将材料B中所含的不连续玻璃纤维的重均纤维长度LwB设为0.1mm以上,则还能够抑制端部的毛刺的产生,因此优选。
[冷压成形体的形状]
通过本发明制造的冷压成形体的形状没有特别限定。由本发明制造的冷压成形体优选具有至少1个平面部,该平面部具有1个厚度(板厚),冷压成形体的截面形状可以为T字型、L字型、コ字型、帽型(帽子形状)以及包含它们的三维形状,还可以具有凹凸形状(例如肋、凸台等)。
将通过本发明制造的冷压成形体的例子示于图5~图12。在各个附图中,用斜线表示流动区域,将插入孔表示为(502)。
[最小壁厚]
在本发明中,优选流动区域的最小壁厚比非流动区域的最小壁厚更薄。通过使流动区域的壁厚较薄,在利用金属制的螺栓与其他部件紧固时,能够缩短螺栓的过盈量。
一般而言,在仅使用材料A进行冷压的情况下,难以使流动区域的最小壁厚比非流动区域的最小壁厚薄。成形上模和下模的温度比被加热后的材料A和材料B的热塑性树脂的软化点低,在材料流动的同时热塑性树脂不断固化,因此在流动区域需要一定程度的厚度。在本发明中,通过将容易流动的材料B与材料A一起使用,能够使流动区域的最小壁厚比非流动区域更薄。
[实施例]
以下,使用实施例对本发明进行具体说明,但本发明并不限定于这些实施例。
1.以下的制造例、实施例中使用的原料如下。需要说明的是,分解温度是基于热重量分析的测定结果。
(1)碳纤维(PAN系碳纤维)
帝人株式会社制的碳纤维“テナックス”(注册商标)UTS 50-24K(平均纤维直径7μm、纤维束宽度10mm、密度1.78g/cm3)
(2)玻璃纤维
短切线状玻璃纤维:日东纺织株式会社制CS3PE-451S
E玻璃纤维:日东纺织株式会社制RS110QL-483
(3)聚酰胺6:以下有时简称为PA6。
结晶性树脂、熔点225℃、分解温度(空气中)300℃。
2.评价方法
2.1强化纤维体积比例(Vf)的分析
切取材料A、材料B,在500℃×1小时的炉内燃烧除去热塑性树脂,称量处理前后的试样的质量,由此算出强化纤维和热塑性树脂的质量。接着,使用各成分的比重,算出强化纤维与热塑性树脂的体积比例。
Vf=100×强化纤维体积/(强化纤维体积+热塑性树脂体积)
2.2重均纤维长度的分析
对于材料A、材料B中所含的强化纤维的重均纤维长度的测定,预先在500℃×1小时左右的条件下,在炉内除去热塑性树脂而进行测定。
2.2.1材料A中所含的碳纤维
将材料A中所含的热塑性树脂除去后,用游标卡尺将随机抽取的100根碳纤维的长度测定至1mm单位并记录,根据测定的全部碳纤维的长度(Li,此处i=1~100的整数),通过上述式(2)求出重均纤维长度(LwA)。
2.2.2材料B中所含的玻璃纤维B
重均纤维长度为1mm以上的玻璃纤维B用上述2.2.1的方法测定,重均纤维长度1mm以下的玻璃纤维B用2.2.2的方法测定。
将热塑性树脂除去后,将得到的玻璃纤维投入到加入表面活性剂的水中,通过超声波振动充分搅拌。将搅拌后的分散液用计量勺随机采集,得到评价用样品,由ニレコ公司制图像解析装置Luzex AP测量3000根纤维的长度。
使用玻璃纤维长度的测定值,与前述的式(1)、(2)同样地求出数均纤维长度LnB、重均纤维长度LwB。
2.3成形体的观察
用显微镜观察流动区域的截面,测定材料A和材料B的面积比例。在合计10处进行观察,将平均的面积比例作为流动区域A和流动区域B的体积比例。对于成形体整体的截面也与上述流动区域同样地进行观察,计算材料A和材料B的体积比例。
2.4电蚀的评价
准备2片在实施例、比较例中制作的成形体,在流动区域分别设置直径5mm的插入孔,在此插入金属制(SUS304)的螺栓进行紧固。
将插入有金属螺栓的部分以外的表面用涂敷有表现气密性、防水性的丙烯酸粘合剂的PE制的胶带覆盖,进行复合循环试验(CCT试验)。在CCT试验中,将以下的工序组合作为1个循环(共计24小时)。
·湿润工序:40℃、相对湿度(RH)95%
·盐水工序:5wt%的盐水喷雾、35℃、RH90%
·干燥工序:60℃、RH30%
即,在CCT试验中,首先,将插入有金属制的螺栓的成形体载置于PP板,用双面胶带进行固定。然后,对各实施例、比较例的成形体进行150次上述的循环。目视观察插入有金属螺栓的区域的外观。
极好:几乎未有腐蚀。
好:稍有腐蚀。
不好:腐蚀严重。
2.5冲击吸收能力的评价(落锤试验)
将得到的成形体切成宽度100mm×长度200mm,如图14所示以钢球在支点间距离100mm之间与成形体碰撞的方式将成形体固定于上侧,使载荷500g的钢球从4m的高度落下到固定的成形体,目视确认成形体的破损状态。
极好:作为成形体保持形状。
好:在受到冲击的背面观察到膨胀。
不好:在受到冲击的背面观察到裂纹。
2.6体积电阻率
对于实施例、比较例中得到的成形体的流动区域的体积电阻率,在距流动末端(流动区域形成成形体的末端)30mm的范围切出样品,按照作为测定标准的JIS-K6911(1995)进行测定。
[实施例1]
(材料A的制造)
作为碳纤维,使用切割成纤维长度20mm的帝人株式会社制的碳纤维“テナックス”(注册商标)UTS 50-24K(平均纤维直径7μm、单纤维数24,000根),作为树脂,使用ユニチカ株式会社制的尼龙6树脂A1030,基于美国专利第8946342号中记载的方法,制作了碳纤维二维随机取向而成的碳纤维和尼龙6树脂的复合材料。将得到的复合材料在加热至260℃的压制装置中,以2.0MPa加热5分钟,得到平均厚度1.0mm、宽度100mm×长度160mm的板状的材料A。对板状的原料基材中所含的碳纤维进行分析,结果碳纤维体积比例(Vf)为35%,碳纤维的纤维长度为一定长度,重均纤维长度为20mm。
(材料B的制造)
计量PA6后,利用株式会社日本制钢所制TEX30型2轴挤出机(L/D=45)的主加料器进行供给,并进行熔融混炼,该TEX30型2轴挤出机将缸体设定温度设为比PA6的熔点高60℃、将排出压力设为10MPa、将螺杆转速设为160rpm。接着,相对于PA6,以玻璃纤维的体积比例(Vf)为表1所示的比例的方式,将玻璃纤维(CS3PE-451S)从侧进料器供给至2轴挤出机,并进行熔融混炼,之后,成股线状取出,冷却后利用切割机进行造粒,得到聚酰胺树脂组合物颗粒。
(冷压成形体的制作)
将材料A和材料B用120℃的热风干燥机干燥4小时后,利用红外线加热器升温至290℃,按照材料A/材料B/材料A的顺序进行层叠,如图13那样将材料A和材料B配置于设定为150℃的成形下模。
层叠时,以材料B(颗粒)相对于材料A(2片)的体积比例为1.25倍的方式进行层叠。即,以材料A(体积比例:100)/材料B(体积比例:250)/材料A(体积比例:100)的方式层叠材料B。
使上模下降,在压制压力20MPa(从加压开始到达到20MPa的时间为1秒)下加压1分钟,同时压制材料A和材料B,制造图1、图2所示的形状的冷压成形体(宽度100mm×长度200mm)。
截面观察时,在流动区域中,存在由材料A形成的流动区域A和由材料B形成的流动区域B。
以宽度100mm×长度160mm的尺寸准备材料A,材料B(颗粒)被材料A夹持而成形,因此材料相对于成形体的投影面积装填率为80%。另外,图2的201、图13的1301是流动而成形的区域(长度40mm),1302是非流动区域(最先装填了材料的区域)(长度160mm)。将结果示于表1。
为了慎重起见,对投入量和冷压成形体中的材料A与材料B的量一致的情况进行说明。
<投入量>
材料A(体积比例:100)/材料B(体积比例:250)/材料A(体积比例:100),因此材料A÷材料B=200÷250=0.8。
<冷压成形体>
材料A=非流动区域×80%+流动区域×20%
=55×80%+3×20%=44.6
材料B=非流动区域×80%+流动区域×20%
=45×80%+97×20%=55.4
因此,材料A÷材料B=44.6÷55.4≈0.8。
[实施例2]
除了使材料B中所含的玻璃纤维的纤维体积比例(Vf)为30%、材料B(颗粒)的投入体积与材料A(2片)的体积相等以外,与实施例1同样地制作成形体。即,以材料A(体积比例:100)/材料B(体积比例:200)/材料A(体积比例:100)的方式层叠材料B。将结果示于表1。
[实施例3]
将材料A中所含的碳纤维的碳纤维体积比例(Vf)设为25%,将材料A的厚度设为0.7mm,将材料B的玻璃纤维体积比例(Vf)设为40%,除此以外,与实施例2同样地制作成形体。将结果示于表1。
[实施例4]
除了如下准备材料B以外,与实施例2同样地制作成形体。将结果示于表1。
将PA6用2轴混炼挤出机熔融,进一步将熔融的PA6导入2轴混炼挤出机,向其中引入玻璃纤维(E玻璃纤维;日东纺织株式会社制RS110QL-483、粗纱)进行混炼,由此准备复合物,将其作为材料B。该复合物中包含的玻璃纤维的重均纤维长度、纤维体积比例如表1所示。
在进行冷压时,与实施例2同样地,以材料A(体积比例:100)/材料B(体积比例:200)/材料A(体积比例:100)的方式层叠材料B。
[实施例5]
(材料A)
与实施例1同样地进行准备。
(材料B)
作为玻璃纤维,使用E玻璃纤维;日东纺织株式会社制RS110QL-483、粗纱,作为树脂,使用ユニチカ株式会社制的尼龙6树脂A1030,基于美国专利第8946342号中记载的方法,制作了玻璃纤维二维随机取向而成的玻璃纤维和尼龙6树脂的复合材料。将得到的复合材料在加热至260℃的压制装置中,在2.0MPa的条件下加热5分钟,得到平均厚度2.0mm、宽度100mm×长度160mm的板状的材料B。即,除了厚度以外,材料B的大小与材料A相同。材料B中所含的玻璃纤维的解析结果如表2所示。
(冷压成形体的制作)
与实施例2同样地制作冷压成形体。即,以材料A(体积比例:100)/材料B(体积比例:200)/材料A(体积比例:100)的方式层叠材料B。将结果示于表2。
[实施例6、7]
将材料B中所含的玻璃纤维的纤维体积比例(Vf)分别设为45%、50%。另外,将材料A和材料B的长度设为170mm并拉伸10mm,以成为装填率85%的方式进行压制成形,除此以外,与实施例5同样地制作成形体。将结果示于表2。
[实施例8]
除了将材料B中所含的玻璃纤维的重均纤维长度设为8mm以外,与实施例6同样地制作成形体。将结果示于表2。
[实施例9]
除了将材料A中所含的碳纤维的纤维体积比例(Vf)设为25%以外,与实施例6同样地制作成形体。将结果示于表2。
[实施例10]
将材料A中所含的碳纤维的纤维体积比例(Vf)设为35%,将材料B中所含的纤维体积比例(Vf)设为40%,将材料B的厚度设为3mm,将层叠模式设为A/B,将材料B以与下模接触的方式配置,除此以外,与实施例9同样地制作成形体。即,材料A与材料B的体积比为材料A(体积比例:100)/材料B(体积比例:300)。将结果示于表2。
[比较例1]
不使用材料B,以厚度3mm的条件准备材料A,除此以外,与实施例6同样地制作成形体。将结果示于表2。
[比较例2]
将材料A的厚度设为1.7mm,将材料B的厚度设为0.5mm,将材料A与材料B的体积比设为材料A(体积比例:170)/材料B(体积比例:50)/材料A(体积比例:170),除此以外,与实施例6同样地进行压制成形。与材料A相比,材料B(中间层)较薄,因此中央部的流动少,流动部的大部分由材料A形成。其结果是,Va/Vb<Vaflow/Vbflow,电蚀评价为不好。将结果示于表2。
[落锤试验]
使用实施例11~实施例14、比较例3中得到的成形体进行落锤试验。试验条件是将锤质量设为16kg,以施加115J、135J的冲击的方式进行高度调整,观察与受到冲击的面相反的一侧,进行以下的评价。
A+:无裂纹
A:没有裂纹,但观察到膨胀。
B:在面内方向产生小于10mm的裂纹。
C:在面内方向产生10mm以上的裂纹。
[实施例11]
1.材料A的准备
作为碳纤维,使用切割为纤维长度20mm的东邦テナックス公司制造的碳纤维“テナックス”(注册商标)STS 40-24K(平均纤维直径7μm、单纤维数24,000根),作为树脂,使用ユニチカ公司制的尼龙6树脂A1030,基于美国专利第8946342号中记载的方法,制作了碳纤维二维随机取向而成的碳纤维和尼龙6树脂的复合材料。将得到的复合材料在加热至260℃的压制装置中,以2.0MPa的条件加热5分钟,得到平均厚度1.0mm、390mm×340mm的平板板状的材料。
对平板板状的材料所含的碳纤维进行分析,结果碳纤维体积比例(Vf)为35%,碳纤维的纤维长度为一定长度,重均纤维长度为20mm。
1.2材料B的准备
作为玻璃纤维,使用E玻璃纤维;日东纺织株式会社制RS110QL-483、粗纱,作为树脂使用ユニチカ公司制的尼龙6树脂A1030,基于美国专利第8946342号中记载的方法,制作了玻璃纤维二维随机取向而成的玻璃纤维及尼龙6树脂的复合材料。将得到的复合材料在加热至260℃的压制装置中,在2.0MPa的条件下加热5分钟,得到平均厚度1.5mm、390mm×340mm的平板板状的材料(2片)。进行材料所含的玻璃纤维的解析,结果玻璃纤维体积比例(Vf)为45%,玻璃纤维的纤维长度为一定长度,重均纤维长度为20mm。
2.冷压
将材料A和材料B用120℃的热风干燥机干燥4小时后,按照材料B/材料A/材料B的顺序层叠,通过红外线加热器升温至290℃,在压制压力20MPa下加压1分钟,同时压制材料A和材料B,制造图15中记载的冷压成形体。波动方向(图15的Y轴方向)和与波动方向正交的方向(图15的X轴方向)的长度分别为400mm和350mm。
将结果示于表3。
[实施例12]
将材料A的厚度设为1.0mm,将材料B的厚度设为2.0mm,设为材料A/材料B/材料A,除此以外,与实施例11同样地制作成形体。将结果示于表3。
[实施例13]
将材料A的厚度设为0.7mm,将材料B的厚度设为1.5mm,进一步如以下那样准备材料B’。将其层叠为材料A/材料B’/材料A/材料B,除此以外,与实施例11同样地制作成形体。材料B’在假设形成平板的情况下,以厚度为1.25mm的体积进行层叠。将结果示于表3。
(材料B’的制造)
计量PA6后,利用株式会社日本制钢所制TEX30型2轴挤出机(L/D=45)的主加料器进行供给,并进行熔融混炼,该TEX30型2轴挤出机将缸体设定温度设为比PA6的熔点高60℃、将排出压力设为10MPa、将螺杆转速设为160rpm。接着,相对于PA6,以玻璃纤维的体积比例(Vf)为表3所示的比例的方式,将玻璃纤维(CS3PE-451S)从侧进料器供给至2轴挤出机,并进行熔融混炼,之后,成股线状取出,冷却后利用切割机进行造粒,得到聚酰胺树脂组合物颗粒。
[比较例3]
除了仅使用材料A、将材料A层叠2片(材料A/材料A)制作成形体以外,与实施例11同样地制作成形体。将结果示于表3。
[表1]
Figure BDA0003768082150000321
[表2]
Figure BDA0003768082150000331
[表3]
Figure BDA0003768082150000341
[产业上的利用可能性]
本发明的冷压成形体的制造方法能够用于各种构成部件、例如汽车的结构部件、以及各种电气制品、机械的框架、壳体等期望吸收冲击的所有部位,特别优选的是用于能够用作汽车部件的冷压成形体的制造中。
虽然参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明,但对于本领域技术人员而言,显然能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下施加各种变更或修正。

Claims (14)

1.一种冷压成形体,其特征在于,
所述冷压成形体由材料A和材料B层叠而成,所述材料A包含重均纤维长度LwA为1mm以上且100mm以下的不连续碳纤维和热塑性树脂a,所述材料B包含不连续玻璃纤维和热塑性树脂b,且满足:
Va/Vb>Vaflow/Vbflow,其中,
Va是成形体中所含的材料A的体积,
Vb是成形体中所含的材料B的体积,
Vaflow是成形体的面内方向的流动区域中的、材料A所占的流动区域A的体积,
Vbflow是成形体的面内方向的流动区域中的、材料B所占的流动区域B的体积,
流动区域是指,在进行冷压时材料A及材料B向成形体的面内方向流动而形成的区域。
2.如权利要求1所述的冷压成形体,其特征在于,
在流动区域设置插入孔,并将金属制的螺栓插入该插入孔内。
3.如权利要求1或2中任一项所述的冷压成形体,其特征在于,
流动区域的体积电阻率为1.0×1012Ω·m以上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的冷压成形体,其特征在于,
热塑性树脂a与热塑性树脂b为相同的树脂。
5.如权利要求1至4中任一项所述的冷压成形体,其特征在于,
不连续玻璃纤维的重均纤维长度LwB为0.1mm以上且100mm以下。
6.如权利要求1至5中任一项所述的冷压成形体,其特征在于,
满足:Va/Vb>(Vaflow/Vbflow)×10。
7.一种冷压成形体的制造方法,其特征在于,
层叠材料B和板状的材料A,所述板状的材料A包含重均纤维长度LwA为1mm以上且100mm以下的不连续碳纤维和热塑性树脂a,所述材料B包含不连续玻璃纤维和热塑性树脂b,
在成形模具内对所述材料B进行冷压而使所述材料B在材料A的面内方向流动而面延伸,
且满足:Va/Vb>Vaflow/Vbflow,其中,
Va是成形体中所含的材料A的体积,
Vb是成形体中所含的材料B的体积,
Vaflow是成形体的面内方向的流动区域中的、材料A所占的流动区域A的体积,
Vbflow是成形体的面内方向的流动区域中的、材料B所占的流动区域B的体积。
8.如权利要求7所述的冷压成形体的制造方法,其特征在于,
流动区域的最小壁厚比非流动区域的最小壁厚薄,
其中,非流动区域是指,冷压成形体中的被材料A或材料B最先与成形模具接触的面夹持的区域。
9.如权利要求7或8中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其特征在于,
材料A的回弹量大于1.0且小于14.0。
10.如权利要求7至9中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其特征在于,
在流动区域设置插入孔并将金属制的螺栓插入该插入孔内。
11.如权利要求7至10中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其特征在于,
流动区域的体积电阻率为1.0×1012Ω·m以上。
12.如权利要求7至11中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其特征在于,
热塑性树脂a与热塑性树脂b为相同的树脂。
13.如权利要求7至12中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其特征在于,
不连续玻璃纤维的重均纤维长度LwB为0.1mm以上且100mm以下。
14.如权利要求7至13中任一项所述的冷压成形体的制造方法,其特征在于,
满足:Va/Vb>(Vaflow/Vbflow)×10。
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