JP2021175787A - 熱可塑性樹脂フィルム、プリプレグ、およびプリプレグ積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の熱可塑性樹脂フィルムは、シート状の連続炭素繊維の一面および他面にそれぞれ配置して、または、シート状の連続炭素繊維を本発明の熱可塑性樹脂フィルムの一面および他面にそれぞれ配置して、後述のフィルムスタッキング法により、炭素繊維に含浸させて、プリプレグを形成するための樹脂フィルムである。
本発明のプリプレグは、連続炭素繊維を開繊・含浸機に供給して、本発明の熱可塑性樹脂フィルムによって挟み込む、または本発明の熱可塑性樹脂フィルムを連続炭素繊維によって挟み込んで、炭素繊維に熱可塑性樹脂フィルムを積層し、加熱・加圧処理により、熱可塑性樹脂を炭素繊維に含浸させる、フィルムスタッキング法により得られる。
本発明のプリプレグ積層体は、複数枚のプリプレグを、繊維が一方向に引き揃えられているUD(Unidirectional)方向に積層して、加熱・加圧処理を行うことにより作製される。なお、プリプレグの積層枚数は、プリプレグ積層体の厚さに基づいて、適宜変更することができる。例えば、プリプレグ積層体の厚さが1.5〜2.5mmの場合、40〜60枚のプリプレグを積層することができる。
(1)ポリカーボネート樹脂1(住化ポリカーボネート社製、商品名:PCX−10325B、融点:150℃、ソルビタン脂肪酸エステル系帯電防止剤が添加されたもの)
(2)ポリカーボネート樹脂2(住化ポリカーボネート社製、商品名:AS2010L、融点:150℃、ソルビタン脂肪酸エステル系帯電防止剤が添加されたもの)
(3)ポリカーボネート樹脂3(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名:ノバレックス7022E TH、融点:150℃、ソルビタン脂肪酸エステル系帯電防止剤が添加されたもの)
(4)ポリカーボネート樹脂4(住化ポリカーボネート社製、商品名:ガリバー301−15、融点:150℃)
(5)ポリカーボネート樹脂5(帝人社製、商品名:パンライトMN−4400Z、融点:150℃)
(6)ポリカーボネート樹脂6(住化ポリカーボネート社製、商品名:ガリバー302−4、融点:150℃)
(7)フェノキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製、商品名:フェノトートYP−50、融点:95℃)
(8)ポリプロピレン樹脂(プライムポリマー社製、商品名:F−300SP、融点:160℃)
(9)ポリビニルアルコール樹脂(クラレ社製、商品名:MOWIFLEX C−500T、融点:200℃)
(10)帯電防止剤1:アルカンスルホン酸ナトリウム(花王社製、商品名:エレクトロンストリッパーPC−3)
(11)ポリブチレンテレフタレート樹脂(ポリプラスチックス社製、商品名:700FP)
(12)難燃剤1:環状ホスファゼン(伏見製薬所製、商品名:ラビトルFP110)
(13)難燃剤2:ポリホスフォネート(エフアールエックスポリマーズ社製、商品名:Nofia HM1100)
(14)相溶化剤1:メタクリル酸グリシジル-スチレン-アクリロニトリル共重合体とポリカーボネートとのブロック共重合体(日油製、商品名:モデイパーCL430−G)
<熱可塑性樹脂フィルムの作製>
まず、単軸押出機のシリンダー温度とダイス温度を240〜280℃に設定し、上述のポリカーボネート樹脂を押出機に投入して、スクリュー回転数5〜50rpmで溶融混練し、Tダイから押し出すことにより、厚さが20μmの熱可塑性樹脂フィルムを得た。
得られた熱可塑性樹脂フィルムの表面における表面自由エネルギーを、各種液滴の接触角(測定温度:25℃)を測定し、その値に基づいて、OWRK理論(Owens-Wendt-Rable-Kaelble)により求めた。
50mm(TD)×100mm(MD)の熱可塑性樹脂フィルムのMDの両端部をTDに沿ってアルミニウムテープで厚さ0.3mmのSUS板上に固定し、オーブン(エスペック社製、型式:PHH−201M)に入れて、ダンパーの開度50%、融点近傍付近の加熱温度(170℃)で2分間維持した後に、樹脂フィルムのTDの最も収縮した部分の長さ(mm)を測定し、50mmに対する割合からTDの収縮率を算出した。なお、上記算出を10回行い、その平均値を本実施例の加熱収縮率とした。以上の結果を表1に示す。
次に、得られた樹脂フィルムと炭素繊維トウ(東レ社製、商品名:T700SC−1200)を図2に示す開繊・含浸機10に供給し、ポリカーボネート樹脂フィルムを連続炭素繊維で挟み込み、250℃の温度において、10m/分の割合で加熱・加圧処理を御行うことにより、幅が220mm、厚さが85μmのプリプレグを得た。
次に、作製したプリプレグをプレス金型サイズ(200mm角)に切削したものを48枚用意し、炭素繊維が同一の方向に配列されるように重ね合わせた。そして、この積層体をプレス金型に入れ、260℃の温度、5MPaの圧力で15分間熱プレス処理を行い、厚さが1.9mmであるプリプレグ積層体を作製した。
次に、JIS K 7075(炭素繊維強化プラスチックの繊維含有率および空洞率試験方法)の燃焼法に準拠して、得られプリプレグ積層体における空隙率及び繊維体積含有率(Vf)を算出した。
次に、JIS K 7074(炭素繊維強化プラスチックの曲げ試験方法)に従い、4点曲げ法により、得られプリプレグ積層体における曲げ強度、および曲げ弾性率を算出した。
熱可塑性樹脂フィルムを形成する材料を表1〜2に示す材料に変更したこと以外は、上述の実施例1と同様にして、表1〜2に示す厚さを有する熱可塑性樹脂フィルム、プリプレグ、及びプリプレグ積層体を作製した。
熱可塑性樹脂フィルムを形成する材料を表1に示す材料に変更し、インフレーション法で熱可塑性樹脂フィルムを形成した。より具体的には、溶融されたフェノキシ樹脂を、リングダイの出口の樹脂温度が200℃の場合に目標の厚さなるように製膜し、リングダイから押出し連続したチューブ状に成形した。このチューブ状の樹脂に内側から圧搾空気を送り込んで徐々に所定の幅のフィルムにまで膨張させ、引取機のニップロールに挟んで引き取ることにより、厚さが20μmの熱可塑性樹脂フィルムを得た。その後、上述の実施例1と同様にして、プリプレグ、及びプリプレグ積層体を作製した。
熱可塑性樹脂フィルムを形成する材料を表2に示す材料に変更したこと以外は、上述の実施例1と同様にして、表2に示す厚さを有する熱可塑性樹脂フィルムを作製し、表面自由エネルギーに対する水素結合成分の割合を算出した。
11 供給ローラ対
12 プレートヒーター
13 第1ローラ対
14 第2ローラ対
CS,CS1,CS2 炭素繊維
P プリプレグ
RF,RF1,RF2 熱可塑性樹脂フィルム
Claims (6)
- 炭素繊維に含浸させてプリプレグを形成するための熱可塑性樹脂フィルムであって、
表面自由エネルギーに対する水素結合成分の割合が6%以上35%以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂フィルム。 - 加熱収縮率が7.0%未満であることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記熱可塑性樹脂フィルムが熱可塑性樹脂と帯電防止剤とを含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 前記熱可塑性樹脂フィルムが熱可塑性樹脂と難燃剤とを含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱可塑性樹脂フィルム。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂フィルムを前記炭素繊維に含浸させたことを特徴とするプリプレグ。
- 請求項5に記載のプリプレグを積層したことを特徴とするプリプレグ積層体。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023210801A1 (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-02 | 三井化学株式会社 | 積層体、非水電解質二次電池用電池ケースおよび非水電解質二次電池用電池 |
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2020
- 2020-11-30 JP JP2020198398A patent/JP2021175787A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023210801A1 (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-02 | 三井化学株式会社 | 積層体、非水電解質二次電池用電池ケースおよび非水電解質二次電池用電池 |
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