JP2020164785A - 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020164785A JP2020164785A JP2019228737A JP2019228737A JP2020164785A JP 2020164785 A JP2020164785 A JP 2020164785A JP 2019228737 A JP2019228737 A JP 2019228737A JP 2019228737 A JP2019228737 A JP 2019228737A JP 2020164785 A JP2020164785 A JP 2020164785A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- thermoplastic resin
- molded product
- organic
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 title claims abstract description 195
- 239000012778 molding material Substances 0.000 title claims description 113
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 518
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 216
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 216
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 113
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 74
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 74
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 23
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 23
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 claims description 12
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 claims description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 10
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 claims description 9
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 4
- 229920005673 polypropylene based resin Polymers 0.000 claims 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 59
- -1 polyparaphenylene benzoxazole Polymers 0.000 description 58
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 33
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 32
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 28
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 27
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 25
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 25
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 22
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 22
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 19
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 19
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 19
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 15
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 15
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 14
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 14
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 13
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 13
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 11
- 229920006111 poly(hexamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 11
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 10
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 10
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical class C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 7
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 7
- 239000004844 aliphatic epoxy resin Substances 0.000 description 7
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 7
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 7
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 7
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IDCBOTIENDVCBQ-UHFFFAOYSA-N TEPP Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OP(=O)(OCC)OCC IDCBOTIENDVCBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 6
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 5
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 4
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 4
- 229920006123 polyhexamethylene isophthalamide Polymers 0.000 description 4
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 4
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 4
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004018 acid anhydride group Chemical group 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 3
- XMGQYMWWDOXHJM-JTQLQIEISA-N (+)-α-limonene Chemical compound CC(=C)[C@@H]1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-JTQLQIEISA-N 0.000 description 2
- GRWFGVWFFZKLTI-IUCAKERBSA-N (-)-α-pinene Chemical compound CC1=CC[C@@H]2C(C)(C)[C@H]1C2 GRWFGVWFFZKLTI-IUCAKERBSA-N 0.000 description 2
- 125000003504 2-oxazolinyl group Chemical group O1C(=NCC1)* 0.000 description 2
- GVNWZKBFMFUVNX-UHFFFAOYSA-N Adipamide Chemical compound NC(=O)CCCCC(N)=O GVNWZKBFMFUVNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000305 Nylon 6,10 Polymers 0.000 description 2
- 239000004419 Panlite Substances 0.000 description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003262 carboxylic acid ester group Chemical group [H]C([H])([*:2])OC(=O)C([H])([H])[*:1] 0.000 description 2
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 2
- GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N diglycerol Chemical compound OCC(O)COCC(O)CO GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 229920006226 ethylene-acrylic acid Polymers 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N limonene Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006139 poly(hexamethylene adipamide-co-hexamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 2
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WTARULDDTDQWMU-RKDXNWHRSA-N (+)-β-pinene Chemical compound C1[C@H]2C(C)(C)[C@@H]1CCC2=C WTARULDDTDQWMU-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
- WTARULDDTDQWMU-IUCAKERBSA-N (-)-Nopinene Natural products C1[C@@H]2C(C)(C)[C@H]1CCC2=C WTARULDDTDQWMU-IUCAKERBSA-N 0.000 description 1
- PZWQOGNTADJZGH-SNAWJCMRSA-N (2e)-2-methylpenta-2,4-dienoic acid Chemical class OC(=O)C(/C)=C/C=C PZWQOGNTADJZGH-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- KNDQHSIWLOJIGP-RNGGSSJXSA-N (3ar,4r,7s,7as)-rel-3a,4,7,7a-tetrahydro-4,7-methanoisobenzofuran-1,3-dione Chemical compound C1[C@@H]2[C@@H]3C(=O)OC(=O)[C@@H]3[C@H]1C=C2 KNDQHSIWLOJIGP-RNGGSSJXSA-N 0.000 description 1
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDPLHDGYGLENEI-UHFFFAOYSA-N 2-[1-(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-yloxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(C)COCC1CO1 HDPLHDGYGLENEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(oxiran-2-ylmethoxy)butoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCCCOCC1CO1 SHKUUQIDMUMQQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 2-[[2,2-dimethyl-3-(oxiran-2-ylmethoxy)propoxy]methyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCC(C)(C)COCC1CO1 KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRCRYGXAOIFJGN-UHFFFAOYSA-N 3-ethenyloxolane-2,5-dione Chemical compound C=CC1CC(=O)OC1=O QRCRYGXAOIFJGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 3-methylideneoxolane-2,5-dione Chemical compound C=C1CC(=O)OC1=O OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-QWWZWVQMSA-N D-arabinitol Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 239000004739 DIC.PPS Substances 0.000 description 1
- 239000004740 DURAFIDE® Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000005727 Friedel-Crafts reaction Methods 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000004420 Iupilon Substances 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920003189 Nylon 4,6 Polymers 0.000 description 1
- 229920000572 Nylon 6/12 Polymers 0.000 description 1
- 229920000577 Nylon 6/66 Polymers 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 229920006121 Polyxylylene adipamide Polymers 0.000 description 1
- WTARULDDTDQWMU-UHFFFAOYSA-N Pseudopinene Natural products C1C2C(C)(C)C1CCC2=C WTARULDDTDQWMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001253 acrylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- XCPQUQHBVVXMRQ-UHFFFAOYSA-N alpha-Fenchene Natural products C1CC2C(=C)CC1C2(C)C XCPQUQHBVVXMRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MVNCAPSFBDBCGF-UHFFFAOYSA-N alpha-pinene Natural products CC1=CCC23C1CC2C3(C)C MVNCAPSFBDBCGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- TZYHIGCKINZLPD-UHFFFAOYSA-N azepan-2-one;hexane-1,6-diamine;hexanedioic acid Chemical compound NCCCCCCN.O=C1CCCCCN1.OC(=O)CCCCC(O)=O TZYHIGCKINZLPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229930006722 beta-pinene Natural products 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- WXCZUWHSJWOTRV-UHFFFAOYSA-N but-1-ene;ethene Chemical compound C=C.CCC=C WXCZUWHSJWOTRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 1
- 229940018557 citraconic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- 239000003484 crystal nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002781 deodorant agent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- ILRSCQWREDREME-UHFFFAOYSA-N dodecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(N)=O ILRSCQWREDREME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005648 ethylene methacrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920005676 ethylene-propylene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005674 ethylene-propylene random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- LCWMKIHBLJLORW-UHFFFAOYSA-N gamma-carene Natural products C1CC(=C)CC2C(C)(C)C21 LCWMKIHBLJLORW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000077 insect repellent Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003951 lactams Chemical class 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- AFEQENGXSMURHA-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethanamine Chemical compound NCC1CO1 AFEQENGXSMURHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N pentamethylene Natural products C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004817 pentamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920006128 poly(nonamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920006260 polyaryletherketone Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920006149 polyester-amide block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- GRWFGVWFFZKLTI-UHFFFAOYSA-N rac-alpha-Pinene Natural products CC1=CCC2C(C)(C)C1C2 GRWFGVWFFZKLTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- MSFGZHUJTJBYFA-UHFFFAOYSA-M sodium dichloroisocyanurate Chemical compound [Na+].ClN1C(=O)[N-]C(=O)N(Cl)C1=O MSFGZHUJTJBYFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
(1) 炭素繊維(A)、有機繊維(B)、および熱可塑性樹脂(C)を含む繊維強化熱可塑性樹脂成形品であって、炭素繊維(A)、有機繊維(B)、および熱可塑性樹脂(C)の合計100重量部に対して、炭素繊維(A)5〜45重量部、有機繊維(B)1〜45重量部、熱可塑性樹脂(C)10〜94重量部を含み、有機繊維(B)のCIELab色空間において、L*が25〜70であり、繊維強度が4cN/detx以上であり、且つ式(1)で示す、エネルギー伝播速度が2.0km/s以上であり、繊維強化熱可塑性樹脂成形品における炭素繊維(A)の重量平均繊維長(Lwa)が、0.3mm以上1.5mm以下であり、かつ、有機繊維(B)の重量平均繊維長(Lwb)が、2mm以上10mm以下である、繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
炭素繊維(A)、有機繊維(B)、熱可塑性樹脂(C)の合計100重量部に対して、炭素繊維(A)5〜45重量部、有機繊維(B)1〜45重量部、熱可塑性樹脂(C)10〜93重量部、および成分(D)1〜20重量部を含み、有機繊維(B)のCIELab色空間において、L*が25〜70であり、繊維強度が4cN/detx以上であり、且つ式(1)で示す、エネルギー伝播速度が2.0km/s以上であり、炭素繊維(A)および有機繊維(B)が、軸心方向にほぼ平行に配列されており、かつ炭素繊維(A)および有機繊維(B)の長さが、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さと実質的に同じであり、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長手方向の長さが2〜10mmである、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
まず、本発明の成形品について詳細に説明する。本発明の成形品は、炭素繊維(A)、有機繊維(B)、および熱可塑性樹脂(C)を含む繊維強化熱可塑性樹脂成形品である。
本発明における炭素繊維(A)は、熱可塑性樹脂(C)に対する繊維補強効果により、成形品としての力学特性を向上し得るものである。さらに、炭素繊維(A)が導電性や熱伝導性など固有の特性を有する場合、熱可塑性樹脂(C)単体では為し得ない、それらの性質も成形品に付与することができる。また、導電性を付与する目的においては、ニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した炭素繊維も好ましく用いられる。
本発明の成形品は、前述した炭素繊維(A)に加えて、有機繊維(B)を含有する。炭素繊維(A)などの炭素繊維は剛直で脆いため、絡まりにくく折れやすい。そのため、炭素繊維だけからなる繊維束は、成形品の製造中に切れ易かったり、成形品から脱落しやすいという課題がある。一方で、有機繊維(B)は、柔軟性を有するため、成形時に折れにくく、成形品中に長い繊維長を保ったまま残存しやすい。そのため、柔軟で折れにくい有機繊維(B)を含むことにより、成形品の衝撃特性を大幅に向上させることができる。
本発明において熱可塑性樹脂(C)は、成形品および成形材料を構成するマトリックス樹脂である。熱可塑性樹脂(C)としては、成形温度(溶融温度)が200〜450℃であるものが好ましく、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ハロゲン化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリールスルホン樹脂、ポリアリールケトン樹脂、ポリアリーレンエーテル樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリアリールエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリーレンサルファイドスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。これらを2種以上用いることもできる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン樹脂が好ましい。
本発明の成形品は、炭素繊維(A)、有機繊維(B)、熱可塑性樹脂(C)の合計100重量部に対して、炭素繊維(A)を5〜45重量部含む。炭素繊維(A)の含有量が5重量部未満であると、成形品の衝撃特性が低下する。炭素繊維(A)の含有量は、7重量部以上が好ましく、10重量部以上がより好ましい。一方、炭素繊維(A)の含有量が45重量部を超えると、繊維の分散性が低下するため、繊維同士の絡み合いが増加する。その結果、繊維折損が起きるため、繊維長が短くなり、衝撃特性が低下する。炭素繊維(A)の含有量は30重量部以下が好ましく、20重量部以下がより好ましく、15重量部以下がさらに好ましい。
次に、本発明において、成形品の色調は、L*が20以下であることが好ましい。L*が20以下にすることで、成形品の表面は白色化が抑制されているため、外観品位が良く、高級感のある外観とすることができる。19以下がより好ましい。かかる成形品を得るための手段としては、後述する成形材料を用いる方法が挙げられる。なお、所望する外観品位発現のために、後述する成形材料を用いずに、着色剤を添加する手法もある。しかしながら、そのような手法を用いた場合は、外観品位が改善する一方で、マトリックス樹脂の靱性低下を招くため、機械強度が低下するため、外観品位と機械強度の両立が不可能となる。
本発明の成形品は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記(A)〜(C)に加えて他の成分を含んでもよい。他の成分の例としては、熱硬化性樹脂、難燃剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、発泡剤、制泡剤、あるいは、カップリング剤などが挙げられる。また、例えば後述する成形材料に用いられる成分(D)を含んでいてもよい。
本発明の成形品は、成形品中における前記炭素繊維(A)の重量平均繊維長(Lwa)が0.3mm以上1.5mm以下である。炭素繊維(A)の平均繊維長(Lwa)が0.3mm未満の場合、成形品の曲げ強度および衝撃特性向上効果が奏しにくい。Lwaは0.4mm以上が好ましく、0.5mm以上がさらに好ましく、0.7mm以上が最も好ましい。一方、重量平均繊維長(Lwa)が1.5mmを超える場合、炭素繊維(A)同士の単糸間での絡み合いが抑制されにくくなり、分散性が向上しにくいため、成形品の曲げ強度向上効果が奏しにくい。Lwaは1.3mm以下が好ましく、1mm以下がさらに好ましい。
重量平均繊維長=Σ(Mi2×Ni)/Σ(Mi×Ni)
Mi:繊維長(mm)
Ni:繊維長Miの強化繊維の個数。
次に、本発明の成形材料の形態について説明する。なお、本発明において「成形材料」とは、成形品を射出成形などで成形する際に用いる原材料を意味する。
加熱減量[重量%]={(加熱前重量−加熱後重量)/加熱前重量}×100。
溶融粘度変化率[%]={|(200℃にて2時間加熱前の200℃における溶融粘度−200℃にて2時間加熱後の200℃における溶融粘度)|/(200℃にて2時間加熱前の200℃における溶融粘度)}×100。
各実施例および比較例に用いた熱可塑性樹脂(C)、成分(D)について、40mmのパラレルプレートを用いて、0.5Hzにて、粘弾性測定器により200℃における溶融粘度を測定した。
各実施例および比較例により得られたISO型ダンベル試験片を、200〜300℃に設定したホットステージの上でガラス板間に挟んだ状態で加熱し、フィルム状にして繊維を均一分散させた。炭素繊維(A)および有機繊維(B)が均一分散したフィルムを、光学顕微鏡(50〜200倍)にて観察した。無作為に選んだ1000本の炭素繊維(A)と、同様に無作為に選んだ1000本の有機繊維(B)について、それぞれ繊維長を計測して、下記式から重量平均繊維長を算出した。
平均繊維長=Σ(Mi2×Ni)/Σ(Mi×Ni)
Mi:繊維長(mm)
Ni:繊維長Miの繊維の個数。
有機繊維(B)の繊維強度は、単糸引張試験により求めた。標準状態(20℃,65%RH)の室内で、つかみ間隔250mm、引張速度300mm/分の条件で引張試験を行い、繊維切断時の荷重を単繊維繊度で除すことで算出した。(ただし、チャック近傍で切断した場合はチャック切れとしてデータから除く)。また、その際に得られた応力−歪み曲線における初期勾配から繊維初期弾性率を算出した。
各実施例および比較例で用いる有機繊維(B)の単繊維繊度は、有機繊維(B)の単糸を用い、JIS L 1013:2010)により求めた。
各実施例および比較例で用いる有機繊維(B)の密度は、JIS L 1015:2010)により求めた。
各実施例および比較例により得られたISO型ダンベル試験片について、ISO 178に準拠し、3点曲げ試験冶具(圧子半径5mm)を用いて支点距離を64mmに設定し、試験速度2mm/分の試験条件にて曲げ強度を測定した。試験機として、“インストロン(登録商標)”万能試験機5566型(インストロン社製)を用いた。測定は3回行い、その平均値を各実施例および比較例の曲げ強度として算出した。
各実施例および比較例により得られたISO型ダンベル試験片の平行部を切り出し、株式会社東京試験機製C1−4−01型試験機を用い、ISO179に準拠してVノッチ付きシャルピー衝撃試験を実施した。測定は5回行い、その平均値を各実施例および比較例の衝撃強度(kJ/m2)として算出した。
各実施例および比較例により得られた、80mm×80mm×3mm厚の試験片について、表裏それぞれの面に存在する未分散炭素繊維束(CF束)の個数を目視でカウントした。評価は50枚の成形品について行い、その合計個数について繊維分散性の判定を以下の基準で行い、AおよびBを合格とした。
A:未分散CF束が1個未満
B:未分散CF束が1個以上
C:未分散CF束が3個以上。
各実施例および比較例により得られた、80mm×80mm×3mm厚の試験片について、分光色彩計(日本電飾工業株式会社性 SD7000)を使用し、成形品表面の外観におけるL*の測定を行った。測定は3回行い、その平均値を各実施例および比較例の評価に使用した。また、有機繊維(B)については、ストランド束の状態で測定器にセットし、有機繊維(B)表面における、L*a*b*の測定を行った。同様に3回の測定を行い、その平均値を各実施例および比較例の評価に使用した。
各実施例および比較例により得られた、80mm×80mm×3mm厚の試験片について、各試験片をφ100の形状に加工した。得られた成形品を透過型音響室(Bruel&Kjaer社製 4206−T型+UA−1630)を使用し、50Hz〜6500Hzの周波数帯を測定域に設定し、測定を行った。測定は全周波数帯で行い、6000Hzにおける測定値を各実施例および比較例の透過損失として算出した。
得られた長繊維ペレットを、後述する実施例等の射出成形条件から成形時の背圧を3MPaに変更した条件で射出成形することにより、同様にISO型ダンベル試験片(タイプA1)を作製した。得られた試験片(成形品)に対して、(2)と同様に有機繊維(B)の重量平均繊維長Lwbを算出した。その後、各実施例で用いた長繊維ペレットを無作為に50個選び、各実施例で用いた成形品から算出したLwbとの長さの割合を次の式より算出した。
成形品中の有機繊維(B)の重量平均繊維長割合=(有機繊維(B)の重量平均繊維長Lwb)/(長繊維ペレットのペレット長)×100。
ポリアクリロニトリルを主成分とする共重合体から紡糸、焼成処理、表面酸化処理を行い、総単糸数24,000本、単繊維径7μm、単位長さ当たりの質量1.6g/m、比重1.8g/cm3、表面酸素濃度比[O/C]0.2の連続炭素繊維を得た。この連続炭素繊維のストランド引張強度は4,880MPa、ストランド引張弾性率は225GPaであった。続いて、多官能性化合物としてグリセロールポリグリシジルエーテルを2重量%になるように水に溶解させたサイジング剤母液を調製し、浸漬法により炭素繊維にサイジング剤を付与し、230℃で乾燥を行った。こうして得られた炭素繊維のサイジング剤付着量は1.0重量%であった。
(B−1)
橙色ポリエステル繊維(東レ(株)製、“テトロン(登録商標)” 1670T−144−706C、強度:7.5cN/dtex、融点:260℃、エネルギー伝播速度:2.8km/s)を用いた。
(B−2)
液晶ポリエステル繊維(東レ(株)製“シベラス”(登録商標)1700T−288f、強度:23.5cN/dtex、融点330℃、エネルギー伝播速度:17.3km/s)を用いた。
(B−3)
青色ポリエステル繊維(東レ(株)製、“テトロン(登録商標)”1670T−144−706C、強度:7.4cN/dtex、融点:260℃、エネルギー伝播速度:2.8km/s)を用いた。
(B−4)
白色ポリエステル繊維(東レ(株)製、“テトロン(登録商標)”1670T−108−705C、強度:7.8cN/dtex、融点:260℃、エネルギー伝播速度:2.7km/s)を用いた。
(B−5)
公知の製法を用いて、繊維全体の重量に対するカーボンブラックを配合量10重量%含有するとして、黒色ポリエステル系繊維(強度:4.0cN/dtex、融点260℃、エネルギー伝播速度:1.5km/s)を作製し、これを用いた。
(B−6)
PAN系耐炎化繊維(東邦テナックス(株)製、「“パイロメックス”(登録商標)CPX−1.6d」、強度:2.0cN/dtex、融点:なし(不溶)、エネルギー伝播速度:1.2km/s)を用いた。
(B−7)
ポリアミド繊維(東レ(株)製、“アミラン(登録商標)”1870T−192−720、強度:6.5cN/dtex、融点:215℃、エネルギー伝播速度:1.7km/s)を用いた。
(C−1)
ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー(株)製“プライムポリプロ”(登録商標)J137G)とマレイン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)QE840)を重量比85/15でペレットブレンドしたものを用いた。200℃における溶融粘度を上記(1)に記載の方法により測定した結果、50Pa・sであった。
(C−2)
ポリカーボネート樹脂(帝人化成(株)製、“パンライト”(登録商標)L−1225L)を用いた。200℃における溶融粘度を上記(1)に記載の方法により測定した結果、14000Pa・sであった。
(C−3)
ポリアミド6樹脂(東レ(株)製、“アミラン”(登録商標)CM1001)を用いた。200℃における溶融粘度を上記(1)に記載の方法により測定した結果、1000Pa・sであった。
(D−1)
固体の水添テルペン樹脂(ヤスハラケミカル(株)製“クリアロン”(登録商標)P125、軟化点125℃)を用いた。これを含浸助剤塗布装置内のタンク内に投入し、タンク内の温度を200℃に設定し、1時間加熱して溶融状態にした。この時の、200℃における溶融粘度を上記(1)に記載の方法により測定した結果、1Pa・sであり、また、溶融粘度変化率を算出した結果、1.2%であった。
(D−2)
固体のビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製 jER1004AF(E−2)、軟化点97℃)を、熱可塑性樹脂(C)にポリカーボネート樹脂を用いた際の成分(D)として用いた。これを、前述したP125と同様にして、溶融粘度を上記(1)に記載の方法により測定した結果、1Pa・sであり、また、溶融粘度変化率を算出した結果、1.1%であった。
(D−3)
固体のテルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル(株)製“マイティエース”(登録商標)K140、軟化点140℃)を用いた。これを含浸助剤塗布装置内のタンク内に投入し、タンク内の温度を200℃に設定し、1時間加熱して溶融状態にした。この時の、200℃における溶融粘度を上記(1)に記載の方法により測定した結果、0.8Pa・sであり、また、溶融粘度変化率を算出した結果、1.0%であった。
ファーネスブラック(三菱化学(株)製、「“三菱カーボンブラック”MA100)を用いた。
制振剤として、グリシジルジメタクリレート変性ポリエチレン共重合体(住友化学(株)製“ボンドファースト BF−7L”)を用いた。
(株)日本製鋼所製TEX−30α型2軸押出機(スクリュー直径30mm、L/D=32)の先端に電線被覆法用のコーティングダイを設置した長繊維強化樹脂ペレット製造装置を使用し、押出機シリンダー温度を220℃に設定し、上記に示した熱可塑性樹脂(C−1)をメインホッパーから供給し、スクリュー回転数200rpmで溶融混練した。200℃にて加熱溶融させた成分(D−1)を、(A)〜(C)の合計100重量部に対し8.7重量部((A)〜(D)の合計100重量部に対し8.0重量部)となるように吐出量を調整し、炭素繊維(A)および有機繊維(B−1)からなる繊維束に付与して複合繊維束(E)とした後、該複合繊維束(E)を、溶融した熱可塑性樹脂(C−1)を含む組成物を吐出するダイス口(直径3mm)へ供給して、炭素繊維(A)および有機繊維(B−1)の周囲が熱可塑性樹脂(C−1)を含む組成物で連続的に被覆されるようにした。この時の複合繊維束(E)の内部断面は、炭素繊維(A)および有機繊維(B−1)が偏在していた。偏在状態は、図3に示すように、炭素繊維(A)、有機繊維(B−1)のそれぞれ少なくとも一部が、熱可塑性樹脂(C−1)を含む組成物に接していた。得られたストランドを冷却後、カッターでペレット長7mmに切断し、長繊維ペレットとした。この時、(A)〜(C)の合計100重量部に対し、炭素繊維(A)が20重量部、有機繊維(B−1)が5重量部となるように、引取速度を調整した。得られた長繊維ペレットの炭素繊維(A)および有機繊維(B−1)の長さと、ペレット長さは実質的に同じであった。
組成比または用いる繊維種を表1に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にして成形品を作製し、評価を行った。評価結果はまとめて表1に示した。
熱可塑性樹脂(C)を(C−2)にし、有機繊維(B)を(B−2)に、成分(D)を(D−2)に変更し、押出機シリンダー温度を300℃に設定し、さらに、射出成形機シリンダー温度を300℃、金型温度を80℃に変更した以外は、実施例1と同様にして成形品を作製し、評価を行った。評価結果はまとめて表1に示した。
熱可塑性樹脂(C)を(C−3)、成分(D)を(D−3)にし、押出機シリンダー温度を270℃に設定し、さらに射出成形機シリンダー温度を270℃、金型温度を80℃に変更した以外は、実施例1と同様にして成形品を作製し、評価を行った。評価結果はまとめて表1に示した。
押出機シリンダー温度を270℃に設定し、熱可塑性樹脂(C−3)に加えて制振剤(K−1)を加えてメインホッパーから供給し、成分(D)を(D−3)にし、さらに射出成形シリンダー温度を270℃、金型温度を80℃に変更した以外は、実施例1と同様にして成形品を作製し、評価を行った。評価結果はまとめて表1に示した。
組成を表2に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にして成形品を作製し、評価を行った。評価結果はまとめて表2に示した。
組成を表2に記載のように変更し、成形温度を200℃とした以外は、実施例1と同様にして成形品を作製し、評価を行った。評価結果はまとめて表2に示した。
ペレット長を14mmに変更した以外は、実施例1と同様にして成形品を作製し、評価を行った。評価結果はまとめて表2に示した。
上記に示した炭素繊維(A−1)および有機繊維(B−1)からなる繊維束に、表2に示す割合で成分(D)を含浸させた複合繊維束(E)を、日本製鋼所(株)TEX−30α型2軸押出機(スクリュー直径30mm、L/D=32)内で溶融させた熱可塑性樹脂(A−1)と共に、スクリュー回転速度を200rpmに設定し、シリンダー内で溶融混練し、ダイ先端から吐出されるストランドを冷却固化後、カッターでペレット長7mmに切断しペレットを作製し、実施例1と同様にして成形品を作製し、評価を行った。評価結果はまとめて表2に示した。
2 有機繊維(B)
3 熱可塑性樹脂(C)
4 200℃における溶融粘度が熱可塑性樹脂(C)より低い成分(D)
Claims (9)
- 炭素繊維(A)、有機繊維(B)、および熱可塑性樹脂(C)を含む繊維強化熱可塑性樹脂成形品であって、炭素繊維(A)、有機繊維(B)、および熱可塑性樹脂(C)の合計100重量部に対して、炭素繊維(A)5〜45重量部、有機繊維(B)1〜45重量部、熱可塑性樹脂(C)10〜94重量部を含み、有機繊維(B)のCIELab色空間において、L*が25〜70であり、繊維強度が4cN/detx以上であり、且つ式(1)で示す、エネルギー伝播速度が2.0km/s以上であり、繊維強化熱可塑性樹脂成形品における炭素繊維(A)の重量平均繊維長(Lwa)が、0.3mm以上1.5mm以下であり、かつ、有機繊維(B)の重量平均繊維長(Lwb)が、2mm以上10mm以下である、繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
- 前記有機繊維(B)のL*が40〜70である、請求項1に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
- 前記有機繊維(B)がポリエステル繊維および/または液晶ポリエステル繊維である、請求項1または2に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
- 熱可塑性樹脂(C)が、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂およびポリアリーレンサルファイド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
- 炭素繊維(A)、有機繊維(B)、熱可塑性樹脂(C)、および200℃における溶融粘度が熱可塑性樹脂(C)より低い成分(D)を含む繊維強化熱可塑性樹脂成形材料であって、
炭素繊維(A)、有機繊維(B)、熱可塑性樹脂(C)の合計100重量部に対して、炭素繊維(A)5〜45重量部、有機繊維(B)1〜45重量部、熱可塑性樹脂(C)10〜93重量部、および成分(D)1〜20重量部を含み、有機繊維(B)のCIELab色空間において、L*が25〜70であり、繊維強度が4cN/detx以上であり、且つ式(1)で示す、エネルギー伝播速度が2.0km/s以上であり、炭素繊維(A)および有機繊維(B)が、軸心方向にほぼ平行に配列されており、かつ炭素繊維(A)および有機繊維(B)の長さが、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さと実質的に同じであり、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長手方向の長さが2〜10mmである、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
- 前記有機繊維(B)のL*が40〜70、請求項5に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
- 背圧力3MPa、射出速度30mm/sの条件下で成形品を射出成形した際に、該成形品内における有機繊維(B)の重量平均繊維長Lwbが成形材料長さの60%以上である、請求項5または6に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
- 前記有機繊維(B)がポリエステル繊維および/または液晶ポリエステル繊維である、請求項5〜7のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
- 熱可塑性樹脂(C)が、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂およびポリアリーレンサルファイド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項5〜8のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019058156 | 2019-03-26 | ||
JP2019058156 | 2019-03-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020164785A true JP2020164785A (ja) | 2020-10-08 |
JP7487472B2 JP7487472B2 (ja) | 2024-05-21 |
Family
ID=72715199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019228737A Active JP7487472B2 (ja) | 2019-03-26 | 2019-12-19 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7487472B2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019031288A1 (ja) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | 東レ株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111094407B (zh) | 2017-09-05 | 2022-08-30 | 东丽株式会社 | 纤维强化热塑性树脂成型品 |
-
2019
- 2019-12-19 JP JP2019228737A patent/JP7487472B2/ja active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019031288A1 (ja) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | 東レ株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7487472B2 (ja) | 2024-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5633660B1 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の製造方法 | |
KR102319763B1 (ko) | 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료 및 섬유 강화 열가소성 수지 성형품 | |
JP6123955B1 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 | |
JP6957859B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 | |
JP6123956B1 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 | |
JP6766877B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品 | |
JPWO2019146633A1 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 | |
JP6497050B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形材料および繊維強化熱可塑性樹脂成形品 | |
JP2018024766A (ja) | 成形材料 | |
JP2013117014A (ja) | 炭素繊維強化成形品の製造方法および炭素繊維強化成形品 | |
JP7487472B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 | |
CN114667310B (zh) | 纤维增强热塑性树脂成型品 | |
JP6554815B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 | |
JP2020164633A (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 | |
TW202321352A (zh) | 纖維強化熱塑性樹脂組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221101 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230718 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240422 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7487472 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |