JP6445389B2 - 連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ - Google Patents
連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6445389B2 JP6445389B2 JP2015101042A JP2015101042A JP6445389B2 JP 6445389 B2 JP6445389 B2 JP 6445389B2 JP 2015101042 A JP2015101042 A JP 2015101042A JP 2015101042 A JP2015101042 A JP 2015101042A JP 6445389 B2 JP6445389 B2 JP 6445389B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polycarbonate resin
- fiber
- prepreg
- resin
- continuous fiber
- 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.)
- Active
Links
Description
本発明で使用されるポリカーボネート樹脂(A)(以下「(A)成分」と称す場合がある。)は、ジヒドロキシ化合物又はこれと少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲン又は炭酸ジエステルと反応させることによって得られる、分岐していてもよい熱可塑性重合体又は共重合体である。ポリカーボネート樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知のホスゲン法(界面重合法)や溶融法(エステル交換法)により製造したものを使用することができる。また、溶融法を用いた場合には、末端基のOH基量を調整した芳香族ポリカーボネート樹脂を使用することができる。
なお、ポリカーボネート樹脂(A)としては、芳香族ポリカーボネート樹脂の使用が好ましい。芳香族ポリカーボネート樹脂は透明性、耐衝撃性、耐熱性などに特に優れているためである。
本発明の繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグは、成形品の曲げ弾性率、曲げ強度等の曲げ特性を高めるために連続繊維強化材(B)(以下、「(B)成分」と称す場合がある。)を、ポリカーボネート樹脂(A)に含浸させることを特徴とする。
本発明で用いられるガラス繊維のガラス組成には特に制限はなく、Aガラス、Cガラス、Eガラスなどのガラス組成からなるものなどを用いることができるが、特に以下のような成分組成の無アルカリガラスであるEガラスがポリカーボネート樹脂(A)に悪影響を及ぼさないことから好ましい。
SiO2:52〜56
Al2O3:12〜16
Fe2O3:0〜0.4
CaO:16〜25
MgO:0〜6
B2O3:5〜13
TiO2:0〜0.5
R2O(Na2O+K2O):0〜0.8
炭素繊維には特に制限は無く、ポリアクリロニトリル(PAN)系、石油・石炭ピッチ系などの公知の炭素繊維を使用することができる。
本発明においては、特に、連続繊維強化材(B)と樹脂成分との接着性を高めるために、また、ガラス繊維とポリカーボネート樹脂(A)との接触によるポリカーボネート樹脂(A)の分解を抑制するために、連続繊維強化材(B)の表面を表面処理剤で処理したものを用いることが好ましい。好適な表面処理剤の例として、アミノシラン、エポキシシラン等のシランカップリング剤、シリコーン化合物などが挙げられる。
本発明の繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグは、上記ポリカーボネート樹脂(A)及び連続繊維強化材(B)の他に、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。本発明のポリカーボネート樹脂組成物が含有し得るその他の成分としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
本発明の繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグは、リン系熱安定剤を含有することができる。リン系熱安定剤は一般的に、樹脂成分を溶融混練する際、高温下での滞留安定性や樹脂成形品使用時の耐熱安定性向上に有効である。
本発明で用いられるポリカーボネート樹脂組成物には、所望によってヒンダードフェノール系酸化防止剤などの酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤を含有することで、色相劣化や、熱滞留時の機械物性の低下が抑制できる。
本発明で用いられるポリカーボネート樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、更に種々の添加剤を含有していても良い。このような添加剤としては、離型剤、紫外線吸収剤、染顔料、帯電防止剤、難燃剤、滴下防止剤、衝撃強度改良剤、上記(A)及び(B)成分以外の他の樹脂などが挙げられる。
本発明のポリカーボネート樹脂製連続繊維強化プリプレグ作成の際、連続繊維強化材(B)成分以外の無機成分として繊維長が10mm以下のガラス短繊維、炭素短繊維等を含有させることにより、さらに機械物性を高めることができる。短繊維フィラーの例として、ガラス短繊維、炭素短繊維、ワラストナイト、各種無機ウイスカーなどが挙げられる。
また板状、球状のフィラーを添加することにより収縮時の異方性も改善することができる。板状フィラーの例としてガラスフレーク、マイカ、タルク等が挙げられ、球状フィラーの例としてガラスビーズ、シリカビーズ等が挙げられる。
連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグを製造する方法は、溶融樹脂を押出機のTダイから流し、繰り出された連続繊維シートと合流させ含浸させる方法、粉末樹脂を連続繊維上に分散し加熱溶融させる方法、樹脂をフィルム化して熱ラミネートする方法などがある。本発明の連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグに使用するポリカーボネートは、流動性に優れることから、特に溶融樹脂を押出機から吐出させ含浸させる方法、樹脂をフィルム化して熱ラミネートする方法が好ましく用いられる。
本発明の繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグの厚さは、通常1枚あたり50〜500μmであり、好ましくは150〜350μmである。例えば、170〜305μmである。プリプレグ1枚の厚みが50μmより薄いと、充分に樹脂成分が含浸ができないため得られたプリプレグは開繊をし、取扱いが困難となる場合がある。またプリプレグ1枚の厚みが500μmを超えると、強化繊維の含有率が低下するため充分な物性が得られない可能性がある。
本発明の連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグは、製造時におけるポリカーボネート樹脂の連続繊維に対する含浸性が高く、また、製造されたプリプレグは曲げ特性に優れている。このため、本発明の連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグを、例えば、積層させて熱賦形することにより、曲げ特性に優れた成形品を製造することが可能である。
ポリカーボネート樹脂(A)成分の溶融粘度測定には、(株)東洋精機製作所社製 キャピログラフ1D PMD-Cを用いた。Carreau modelの近似式から外挿して得られた値を剪断速度0sec−1での粘度値として用いた。
ポリカーボネートの連続繊維への含浸性は、プリプレグの幅20mmの連続繊維樹脂シートの厚み方向の破断面を顕微鏡観察(×50倍)することにより評価した。樹脂と繊維の間に気泡がほとんどなく密着性に優れているものを良好、樹脂と繊維の間に気泡が少なく密着性に優れているものを可、気泡が多く密着性の低いものを不良とした。
曲げ弾性率の測定は、JIS K7074に則り、島津製作所社製 オートグラフ AG−5000Bで測定を行った。なお、サンプル切削時に樹脂部が破壊されたものは不良とした。
連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグの繊維体積含有値として、曲げ試験用の試験片の密度をJIS K7112に準じた方法にて算出を行った。続いて、JIS K7075に準じて、バーナーを用いて熱可塑性樹脂を焼き飛ばして除去し、繊維質量含有率を算出した。最後に、得られた密度および繊維質量含有率と、炭素繊維およびガラス繊維の密度から試験片のVf値を算出した。
<ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂(A)>
(a−1)三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)H−4000」、250℃溶融粘度 700Pa・s
(a−2)三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)HL−7001」、250℃溶融粘度 500Pa・s
(a−3)三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)HL−8000」、250℃溶融粘度 300Pa・s
(a−4)三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製「ユーピロン(登録商標)H−3000」、250℃溶融粘度 1800Pa・s
(a−5)界面重合法で製造された250℃での溶融粘度が90Pa・sのポリカーボネート
<連続繊維強化材(B)>
(b−1)ガラス繊維:日東紡績社製 RS 240QR-483AS(2400tex)
(b−2)炭素繊維:PAN系炭素繊維 三菱レイヨン社製 パイロフィル TRH50 60M RJ(60k)
(b−3)ガラス繊維クロス:旭硝子社製 258(厚み0.093mm、106.5g/m2、綾織)
(b−4)炭素繊維クロス:有沢製作所社製 CFP3110 (30k、160g/m2、平織)
・樹脂フィルムの作製
表1および2に記載の樹脂組成物のフィルムは、以下のように製造した。まず、スクリュー径26mmのフィルム押出機を用い、バレル温度250℃、ダイス(D)温度250℃、圧着ロール(R1)温度40℃、第一冷却ロール(R2)温度150℃、第二冷却ロール(R3)温度130℃の条件下で、各材料樹脂から、厚み100μmのフィルムを得た。
連続繊維からなるクロス、およびあらかじめ開繊した一方向に引き揃えられた強化繊維層を中心とし、上下面に前記樹脂フィルム、離型紙の順に重ね合わせた状態で加熱式プレス装置にセットした。加熱式プレス装置の設定条件として、加熱温度240℃、1MPa、3分間加熱し、その後20℃に設定した冷却盤で5分冷却することで、厚み100〜370μmのプリプレグを得た。
前記連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグを70×70mmに切削し、プレス後の厚みが1mmとなるよう重ね合わせる枚数を調整した。重ね合わせたプリプレグを加熱温度210℃、1MPa、3分間加熱プレスし、その後20℃に設定した冷却盤で5分冷却した。一方向繊維の場合は、0°、90°の交互に重ね合わせた。
得られたプレス後の複合板を幅15mm×長さ60mm(繊維方向)に切削し、これらを曲げ試験用試験片とした。
以上より、ポリカーボネート樹脂(A)の溶融粘度を、100Pa・sより高く、1000Pa・s以下である範囲内に調整すると、プリプレグの曲げ弾性率および含浸性が向上することが確認された。また、Vf値(体積含有値)を調整することによっても、プリプレグの良好な曲げ弾性率および含浸性を実現可能であることが確認された。
Claims (5)
- 250℃における溶融粘度が100Pa・sより高く1000Pa・s以下であるポリカーボネート樹脂(A)を、連続繊維強化材(B)に溶融含浸させた繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ。
- 前記連続繊維強化材(B)の体積含有値(Vf値)が30〜60%である、請求項1に記載の繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ。
- 前記連続繊維強化材(B)がガラス繊維を含有する、請求項1又は2に記載の繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ。
- 前記ガラス繊維が、Eガラスを含有する、請求項3に記載の繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ。
- 前記ポリカーボネート樹脂(A)の250℃における溶融粘度が300〜700Pa.sである、請求項1〜4のいずれかに記載の繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015101042A JP6445389B2 (ja) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | 連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015101042A JP6445389B2 (ja) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | 連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016216565A JP2016216565A (ja) | 2016-12-22 |
JP6445389B2 true JP6445389B2 (ja) | 2018-12-26 |
Family
ID=57579956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015101042A Active JP6445389B2 (ja) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | 連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6445389B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6496833B2 (ja) | 2015-03-10 | 2019-04-10 | ファイバ リーインフォースト サーモプラスティックス ベー.フェー. | 一方向繊維強化テープを作製するための方法 |
JP7102838B2 (ja) * | 2018-03-26 | 2022-07-20 | 三菱ケミカル株式会社 | プリプレグおよび複合材料板 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3375488D1 (en) * | 1982-07-28 | 1988-03-03 | Ici Plc | Method of producing fibre-reinforced composition |
JP2507565B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1996-06-12 | 東レ株式会社 | 熱可塑性樹脂と補強繊維との複合板 |
JP2646029B2 (ja) * | 1989-09-28 | 1997-08-25 | 三井東圧化学株式会社 | 成形材料及びその混合物 |
DE4223241A1 (de) * | 1992-07-15 | 1994-01-20 | Hoechst Ag | Faserverstärkte Halbzeuge aus mittel- bis hochviskosen Thermoplasten und Verfahren zu ihrer Herstellung |
US5911932A (en) * | 1997-07-09 | 1999-06-15 | R. Charles Balmer | Method of prepregging with resin |
JP2013203771A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 擬似等方性複合板の製造方法 |
KR101902087B1 (ko) * | 2012-03-29 | 2018-09-27 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | 탄소 섬유 열가소성 수지 프리프레그, 탄소 섬유 복합 재료 및 제조 방법 |
EP3278973B1 (en) * | 2015-04-02 | 2020-02-19 | Mitsubishi Chemical Corporation | Laminated body |
-
2015
- 2015-05-18 JP JP2015101042A patent/JP6445389B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016216565A (ja) | 2016-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6716551B2 (ja) | ポリカーボネート樹脂組成物、およびポリカーボネート樹脂製プリプレグ | |
Bocz et al. | Flame retarded self-reinforced poly (lactic acid) composites of outstanding impact resistance | |
US11912826B2 (en) | Fiber-reinforced thermoplastic resin prepreg and shaped article | |
US20220185977A1 (en) | Resin composition, cured molded article, fiber-reinforced plastic molding material, fiber-reinforced plastic, fiber-reinforced plastic laminated molded body, and methods for producing same | |
JP6445389B2 (ja) | 連続繊維強化ポリカーボネート樹脂製プリプレグ | |
CN107428043B (zh) | 通过热塑性树脂片材或膜的压制成型制造成型体的制造方法 | |
JP5634638B2 (ja) | 成形体の製造方法 | |
AU2015362756B2 (en) | Epoxy-based resin composition for composite materials | |
Morelli et al. | Influence of hybridization of glass fiber and talc on the mechanical performance of polypropylene composites | |
US20220220309A1 (en) | High-rigidity and high-heat resistance thermoplastic composite material composition and molded product manufactured therefrom | |
KR20140087910A (ko) | 장유리 섬유 강화 수지 복합체 및 이를 포함하는 성형품 | |
CN105086400A (zh) | 低浮纤阻燃级纤维增强pc复合材料及其产品 | |
JP6493633B1 (ja) | 繊維強化複合材料用熱硬化性樹脂組成物、プリフォーム、繊維強化複合材料及び繊維強化複合材料の製造方法 | |
KR101782197B1 (ko) | 함침성이 우수한 연속섬유 보강 복합재 및 그 제조 방법 | |
Kumar et al. | Utilisation of CF/Sawdust reinforced Epoxy hybrid composites on mechanical properties | |
US11198766B2 (en) | Method for producing molded article | |
JPH10237185A (ja) | 繊維強化フェノール系樹脂成形品の製造方法 | |
JP2011074223A (ja) | 繊維強化樹脂複合材料の製造法 | |
JPH04222865A (ja) | ガラス強化ポリ(アリーレンスルフィド)組成物 | |
US20220220303A1 (en) | Resin composition, film, composite material, moving body, and three-dimensional printing material | |
KR20220145868A (ko) | 비-반응성 열가소성 폴리머와 반응성 열가소성 폴리머의 혼합물 및 조성물 제조를 위한 이의 용도 | |
JPH04325529A (ja) | プリプレグ | |
JPH04106158A (ja) | 樹脂組成物 | |
JPH04325528A (ja) | プリプレグ | |
JP2002371181A (ja) | シアネートエステル樹脂組成物および繊維強化複合材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180222 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181024 |
|
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: 20181120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181129 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6445389 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R157 | Certificate of patent or utility model (correction) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157 |