JP6915277B2 - 複合成形体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(A)ポリアミド系樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂からなる繊維強化樹脂成形体
(B)変性ビニル系共重合体からなる成形体
(C)スチレン系樹脂からなる成形体
(B−1)エポキシ基、グリシジル基、またはカルボキシル基を含有してなる単量体
(B−2)スチレン系単量体
本発明に係る複合成形体においては、(A)ポリアミド系樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂からなる繊維強化樹脂成形体、(B)変性ビニル系共重合体からなる成形体、(C)スチレン系樹脂からなる成形体がこの順に積層されている。これら各構成成分について以下に詳細に説明する。
繊維強化樹脂成形体に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂であり、アミノカルボン酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸(それらの一対の塩も含まれる)を主たる原料とするアミド結合を主鎖内に有する重合体である。その原料の具体例として、アミノカルボン酸としては、6−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸等がある。またラクタムとしてはε−カプロラクタム、ω−ウンデカノラクタム、ω−ラウロラクタム等がある。ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等がある。またジカルボン酸としては、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等がある。またこれらジアミンとジカルボン酸は一対の塩として用いることもできる。
(B)変性ビニル系共重合体としては、例えば、不飽和カルボン酸またはα、β−不飽和カルボン酸無水物0.1〜10重量%と、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体の合計90〜99.9重量%を共重合して得られる共重合体であることが好ましい。
(C)スチレン系樹脂は、スチレン系単量体の単独重合体の他、必要に応じてこれらと共重合可能な他のビニル単量体及びゴム質重合体より選ばれる1種以上を共重合して得られるスチレン系樹脂を挙げることができる。
(イ)(A)に対し(B)を積層し、熱プレスで溶融、一体化する。
(ロ)(A)の製造工程において表面に溶融した(B)を塗布し冷却させる。
(ハ)(A)と(B)を共押出し、一体化させた状態で吐出、冷却させる。
この中でも、密着性が良好であり、曲げ評価での曲げ強度、曲げ弾性率の向上効果が大きく、さらに耐熱老化性、耐温水性試験後の曲げ評価においても曲げ強度、曲げ弾性率の極端な低下が見られない点で、(イ)、(ロ)の方法が好ましい。
(イ)(C)の射出成形時に(A)+(B)一体化シートもしくは独立した(A)、(B)と熱融着する。
(ロ)(C)を先に射出成形し、(A)+(B)の一体化シートを後貼りで熱融着し一体化する。
この場合、(レーザー、熱板、赤外線、摩擦撹拌、超音波、振動、スピン、マイクロ波、電磁誘導、電磁誘電)などの各種溶着手法があるが、それらに限定されるものではない。
10mm×150mm×3.0mmの短冊状試験片に切り出し、スパン間距離80mm、曲げ速度2mm/minで短冊を押し曲げた。n=3で測定し、補強効果として曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
曲げ評価用の短冊試験片を80℃雰囲気下の熱風オーブン(タバイ社製)に投入し、500時間経過後に取り出し、23℃、50%RHで24時間放置し、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
曲げ評価用の短冊試験片を50℃の温水に浸漬させ、500時間経過後に取り出し、水分除去した後に、23℃、50%RHで24時間放置し、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
製造例1:(A)繊維強化樹脂成形体(A−1)の製造
東レ(株)製炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S(12K)を引き揃え、ナイロン6樹脂で充満された含浸ダイに投入した後、引き抜き成形によって、幅50mm、厚み0.28mm、連続繊維含有量50重量%の表皮材A−1を得た。
東レ(株)製炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S(12K)の連続繊維束にナイロン6樹脂フィルムを溶融プレスするフィルム法により、同繊維含有量の繊維強化樹脂成形体(A−2)を作製した。
容量が20リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、アクリルアミド80重量部、メタクリル酸メチル20重量部、過硫酸カリ0.3重量部、イオン交換水1,500重量部を反応器中に仕込み反応器中の気相を窒素ガスで置換しよくかき混ぜながら7 0℃ に保った。反応は単量体が完全に、重合体に転化するまで続け、アクリルアミドとメタクリル酸メチル二元共重合体の水溶液として得た。イオン交換水で希釈して、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体0 .05部をイオン交換水165部に溶解した溶液を得た。これを400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、下記混合物質を、反応系を撹拌しながら添加し、60℃に昇温し懸濁重合を開始した。
スチレン:70重量部
アクリロニトリル:25重量部
メタクリル酸:5重量部
t−ドデシルメルカプタン:0.25重量部
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル:0.4重量部
製造例2において、懸濁重合に用いる単量体組成を表1に示す通り変更した以外は、同様の方法により変性ビニル系共重合体(b−2)〜(b−4)からなる成形体(B−2)〜(B−4)を作製した。
製造例2において、単量体組成をスチレン:74.5重量部、アクリロニトリル:25重量部、メタクリル酸グリシジル:0.5重量部に変更した以外は、同様の方法により、成形体(B−5)を作製した。
(C−1)355―X01(東レ(株)製、非強化系ABS樹脂)
(C−2)100―G30(東レ(株)製、ガラス繊維強化系ABS樹脂)
(A)繊維強化樹脂成形体(A―1)に対し、(B)変性ビニル系共重合体(B―1)を重ね合わせ、プレス成形機にて240℃でプレスを実施、(A)と(B)が一体化したシート材を得た。さらに(A)と(B)が一体化したシート材を金型の可動、固定側のキャビティ内に各々(A)が金型面と接触する形でセットし、(C)スチレン系樹脂(C―1:355−X01)をシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形し、100×150×3mmのサイズの異種材複合成形体を得た。
(A)繊維強化樹脂成形体(A−1)に対し、(B)変性ビニル系共重合体(B−1)を用い、各シートを重ね合わせ、プレス成形機にて240℃でプレスを実施、A−1とB−1が一体化したシート材を得た。さらにA−1とB−1が一体化したシート材を金型の可動、固定側のキャビティ内に各々A−1が金型面と接触する形でセットし、スチレン系樹脂(C−1)をシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形し、100×150×3mmのサイズの異種材複合成形体を得た。
実施例1において、使用する変性ビニル系共重合体を表2に示す通り変更した以外は実施例1と同様の方法を用いて、異種材複合成形体を得た。
実施例1に記載の異種材複合成形体において射出成形時の金型温度を80℃から100℃に変更した以外は実施例1と同様に射出成形し、異種材複合成形体を得た。
実施例4に記載の異種材複合成形体においてA―1とB―1が一体化していない状態で各シート材を金型の可動、固定側のキャビティ内に各々A―1が金型面と接触する形でセットし変更した以外は実施例4と同様に射出成形し、異種材複合成形体を得た。
実施例1に記載の異種材複合成形体において射出成形時の金型温度を80℃から60℃に変更した以外は実施例1と同様に射出成形し、異種材複合成形体を得た。
実施例7においては(C)スチレン系樹脂として(C―2)を使用した以外は実施例1と同様に射出成形し、異種材複合成形体を得た。実施例8、9においては、(C)スチレン系樹脂として(C―2)を使用し、表2に示す(B)変性ビニル系共重合体に変更した以外は実施例1と同様に射出成形し、異種材複合成形体を得た。
実施例10においては表2に示す(B)変性ビニル系共重合体(B−5)に変更、(C)スチレン系樹脂として(C―1)を使用した以外は実施例1と同様に射出成形し、異種材複合成形体を得た。
実施例11においては表2に示す(B)変性ビニル系共重合体(B−6)に変更、(C)スチレン系樹脂として(C―1)を使用した以外は実施例1と同様に射出成形し、異種材複合成形体を得た。
実施例1〜3において、(A)繊維強化樹脂成形体を(A−1)を(A−2)に変更した以外は実施例1と同様に射出成形し、複合成形体を得た。
表3に示すように、繊維強化樹脂成形体(A−1)を金型のキャビティ面にセットし、(C)スチレン系樹脂(C−1)をシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形し、100×150×3mmのサイズの異種材複合成形体を得た。
実施例1において、変性ビニル系共重合体(B−4)を用いた以外は実施例1と同様に射出成形し、複合成形体を得た。
比較例2において、射出成形時の金型温度を80℃から100℃に変更した以外は比較例2と同様に射出成形し、複合成形体を得た。
(C)スチレン系樹脂(C−1)を単体で射出成形し、成形体を得た。
Claims (9)
- 以下の(A)(B)(C)がこの順に積層されてなる複合成形体。
(A)ポリアミド系樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化樹脂からなる繊維強化樹脂成形体
(B)変性ビニル系共重合体からなる成形体であって、前記変性ビニル系共重合体が、不飽和カルボン酸0.1〜10重量%と、芳香族ビニル系単量体とシアン化ビニル系単量体の合計90〜99.9重量%を共重合して得られる共重合体からなる成形体
(C)スチレン系樹脂からなる成形体 - (A)繊維強化樹脂成形体におけるポリアミド系樹脂がナイロン6であり、(C)成形体のスチレン系樹脂がABS樹脂である、請求項1に記載の複合成形体。
- (B)変性ビニル系共重合体を構成する前記不飽和カルボン酸がメタクリル酸である、請求項1または2に記載の複合成形体。
- (A)繊維強化樹脂成形体の強化繊維が連続繊維であり、かつ、一方向に配向されている、請求項1〜3のいずれかに記載の複合成形体。
- (A)繊維強化樹脂成形体の強化繊維が炭素繊維を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の複合成形体。
- (B)変性ビニル系共重合体からなる成形体の厚みが10〜100μmの範囲にある、請求項1〜5のいずれかに記載の複合成形体。
- (A)繊維強化樹脂および(B)変性ビニル系共重合体からなる成形体を型内に配置し、該型内の前記成形体周りに液状化した(C)スチレン系樹脂を供給して前記成形体をインサート成形する、請求項1〜6のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
- (A)繊維強化樹脂成形体が、溶融させたポリアミド系樹脂が充満した含浸ダイに連続繊維を投入し、スリットダイから引き抜くことにより成形される、請求項7に記載の複合成形体の製造方法。
- (A)繊維強化樹脂成形体および(B)変性ビニル系共重合体からなる成形体を、(イ)(A)繊維強化樹脂成形体の少なくとも一方の表面に薄膜状の(B)変性ビニル系共重合体を積層し熱プレスで溶融する、または(ロ)(A)繊維強化樹脂成形体の少なくとも一方の表面に溶融した(B)変性ビニル系共重合体を塗布し冷却する、のいずれかの方法により成形一体化する、請求項7または8に記載の複合成形体の製造方法。
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