JP7156031B2 - 一体化成形体 - Google Patents
一体化成形体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7156031B2 JP7156031B2 JP2018552265A JP2018552265A JP7156031B2 JP 7156031 B2 JP7156031 B2 JP 7156031B2 JP 2018552265 A JP2018552265 A JP 2018552265A JP 2018552265 A JP2018552265 A JP 2018552265A JP 7156031 B2 JP7156031 B2 JP 7156031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- reinforcing base
- molded body
- reinforcing
- integrally molded
- 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
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0025—Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
- B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14631—Coating reinforcements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/88—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced
- B29C70/887—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced locally reinforced, e.g. by fillers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
- B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
- B32B5/28—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer impregnated with or embedded in a plastic substance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
- B32B2307/546—Flexural strength; Flexion stiffness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/732—Dimensional properties
- B32B2307/737—Dimensions, e.g. volume or area
- B32B2307/7375—Linear, e.g. length, distance or width
- B32B2307/7376—Thickness
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
- Y10T428/249933—Fiber embedded in or on the surface of a natural or synthetic rubber matrix
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
- Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
(1) 不連続繊維(a1)と樹脂(a2)とを有する補強基材(a)と、不連続繊維(b1)と樹脂(b2)とを有する射出成形体(b)とが一体化した一体化成形体であり、
補強基材(a)は射出成形体(b)のウェルドラインの一部又は全部を覆って射出成形体(b)と一体化しており、
補強基材(a)の厚みTaと一体化成形体のウェルドライン部の厚みTとの比が以下の関係式を満たしている一体化成形体。
Ea≠Ebwの場合、
Ta/T≦((Ebw-√(Ea・Ebw))/(Ebw-Ea))
Ea=Ebwの場合、
Ta/T≦0.5
Ta:補強基材(a)の厚み
T :一体化成形体のウェルドライン部の厚み
Ea:補強基材(a)の曲げ弾性率(ウェルドラインの幅方向)
Ebw:射出成形体(b)のウェルドラインの曲げ弾性率(ウェルドラインの幅方向)(2) 不連続繊維(a1)と樹脂(a2)とを有する補強基材(a)と、不連続繊維(b1)と樹脂(b2)とを有する射出成形体(b)とが一体化した一体化成形体であり、
補強基材(a)の厚みが0.25mm以下であり、
補強基材(a)が射出成形体(b)のウェルドラインの一部又は全部を覆って射出成形体(b)と一体化している、一体化成形体。
(3) 不連続繊維(a1)と樹脂(a2)とを有する補強基材(a)と、不連続繊維(b1)と樹脂(b2)とを有する射出成形体(b)とが一体化した一体化成形体であり、
補強基材(a)が射出成形体(b)のウェルドラインの一部又は全部を覆って一体化されており、
補強基材(a)は、一体化成形体を補強基材(a)が配された面が水平方向かつ上向きとなるように配置して上方向から投影した際、一体化成形体の投影面積の50%以下の面積を有しており、
補強基材(a)の曲げ弾性率Eaと非ウェルドライン部における射出成形体(b)の曲げ弾性率Ebとの比Ea/Ebが0.7~1.3である、一体化成形体。
数平均繊維長Ln=(ΣLi)/(N)
質量平均繊維長Lw=(ΣLi2)/(ΣLi)
ここで、Nは、測定本数(400本)。
Ea≠Ebwの場合、
中立補強基材割合=(Ebw-√(Ea×Ebw))/(Ebw-Ea)
Ea=Ebwの場合
中立補強基材割合=0.5
Ea:補強基材(a)の曲げ弾性率(ウェルドラインの幅方向)
Ebw:射出成形体(b)のウェルドラインの曲げ弾性率(ウェルドラインの幅方向)
Ta/Tが中立補強基材割合よりも大きくなると、補強基材厚みが増すことによる補強効果の向上が小さく、徒に補強基材(a)の厚みを増加させることとなる。また、射出成形体(b)を補強基材(a)と一体化成形する時に、ウェルドライン部での樹脂流動性が十分でなく、良好な成形体をえることができない。よって、本発明においては、Ta/Tが中立補強基材割合以下となるようにする。
厚みバラツキ(%)=((t2(mm)-t3(mm))/t1(mm))/100。
1≦Wa/5√T≦10
Wa:補強基材(a)の幅
T:一体化成形体のウェルドライン部の厚み
上記の関係を満たすことで、ウェルドラインの補強と成形体の軽量化および成形性を両立できるため好ましい。より好ましくは、2≦Wa/5√T≦5である。
補強基材の任意の5箇所を切り出し、それら切り出した補強基材それぞれについて、質量Wa1を測定したのち、該補強基材を空気中600℃で1時間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばし、残った強化繊維の質量Wa2を測定し、次式により繊維質量含有率Wafを算出した。5箇所において測定した繊維質量含有率Wafの平均値をもって補強基材中の強化繊維の繊維質量含有率とした。
・Waf(%)=100×Wa2/Wa1
(2)補強基材の厚みTa
補強基材の同一面において2点X、Yを直線距離XYが最も長くなるように決定し、該直線XYを10等分した際の両端XYを除く各分割点において厚みを測定し、その平均値をもって補強基材の厚みTa(mm)とした。
任意の5箇所から正方形(100mm角)の補強基材を切り出し、切り出した補強基材のそれぞれについて質量Wa3を測定し、次式より嵩密度を算出し、その平均値を採用した。
補強基材の嵩密度=Wa3(g)/(10(cm)×10(cm)×Ta(cm))
なお、100mm角を切り出せない場合は、切り出せる最大の正方形を切り出し、次式により嵩密度を算出する。
補強基材の嵩密度=Wa3(g)/(切り出した正方形の補強基材の面積(cm2)×Ta(cm))
Ta:補強基材の厚み(cm)。
厚み1mm未満の補強基材については、厚み1.1mmの箱型形状のキャビティを有するスタンピング成形金型内に、積層した補強基材厚みが金型のキャビティ厚みよりも厚くなるように、補強基材を積層した。次いで、金型を閉じ、成形圧力30MPaで加圧し、2分間保持した後、金型を開き、脱型し、試験用成形板(補強基材)を作製した。該試験用成形板から試験片を切り出し、ISO178法(1993)に従い曲げ特性を測定した。任意の方向を0°方向とした場合に0°、+45°、-45°、90°の4方向について切り出した試験片を作製し、それぞれの方向について測定数n=5で曲げ強度および曲げ弾性率を測定し、それらの平均値を曲げ強度σaおよび曲げ弾性率Eaとして採用した。ただし、連続繊維を用いた補強基材に関しては、試験用成形板の作製の際は、繊維方向を揃えて積層し、繊維方向を0°方向とした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。
前項に従って測定された0°、+45°、-45°、90°の4方向の曲げ強度および曲げ弾性率のうち、それぞれ最大値をσaMax、EaMax、最小値をσaMin、EaMinとした。
厚み1mm未満の補強基材については、厚み1.1mmの箱型形状のキャビティを有するスタンピング成形金型内に、積層した補強基材厚みが金型のキャビティ厚みよりも厚くなるように、補強基材を積層した。次いで、金型を閉じ、成形圧力30MPaで加圧し、2分間保持した後、金型を開き、脱型し、試験用成形板(補強基材)を作製した。該試験用成形板から試験片を切り出し、ISO11359-2(1999)に準拠して補強基材の線膨張係数を測定した。任意の方向を0°方向とした場合に0°、+45°、-45°、90°の4方向について切り出した試験片を作製し、それぞれの方向について測定数n=5で線膨張係数を測定し、その平均値を線膨張係数Caとして採用した。ただし、連続繊維を用いた補強基材に関しては、試験用成形板の作製の際は、繊維方向を揃えて積層し、繊維方向を0°方向とした。
前項に従って測定された0°、+45°、-45°、90°の4方向の線膨張係数のうち、最大値をCaMax、最小値をCaMinとした。
補強基材の曲げ強度σaをもとに以下の基準で判定した。
A:強度250MPa以上
B:強度200MPa以上250MPa未満
C:強度150MPa以上200MPa未満
D:強度150MPa未満。
補強基材の曲げ弾性率Eaをもとに以下の基準で判定した。
A:曲げ弾性率15GPa以上
B:曲げ弾性率10GPa以上15GPa未満
C:曲げ弾性率5GPa以上10GPa未満
D:曲げ弾性率5GPa未満。
補強基材の線膨張係数Caをもとに以下の基準で判定した。
A:線膨張係数7×10-6/K以下
B:線膨張係数7×10-6/Kより大きく10×10-6/K以下
C:線膨張係数10×10-6/Kより大きく20×10-6/K以下
D:線膨張係数20×10-6/Kより大きい。
補強基材の曲げ強度σa、曲げ弾性率Ea、線膨張係数Caの各特性について、面内バラツキをもとに以下の基準で判定した。
A:最大値が最小値の1.3倍以下
B:最大値が最小値の1.3倍よりも大きく2倍以下
C:最大値が最小値の2倍よりも大きい。
射出成形体の質量Wb1を測定したのち、該射出成形体を空気中600℃で1時間加熱し、樹脂成分を焼き飛ばし、残った強化繊維の質量Wb2を測定し、次式により算出した。
・Wbf(%)=100×Wb2/Wb1。
射出成形により、多目的試験片を作製、カットし、ISO178法(1993)に従い曲げ特性を測定した。測定数はn=5とし、平均値を該曲げ強度σbおよび該曲げ弾性率Ebとした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。
前項に従って測定された射出成形体の曲げ強度σbをもとに以下の基準で判定した。
A:強度400MPa以上
B:強度300MPa以上400MPa未満
C:強度200MPa以上300MPa未満
D:強度200MPa未満。
前々項に従って測定された射出成形体の曲げ弾性率Ebをもとに以下の基準で判定した。
A:曲げ弾性率30GPa以上
B:曲げ弾性率25GPa以上30GPa未満
C:曲げ弾性率20GPa以上25GPa未満
D:曲げ弾性率15GPa以上20GPa未満
E:曲げ弾性率15GPa未満。
射出成形により、中央部にウェルドラインが存在する多目的試験片を作製、カットし、ISO178法(1993)に従い、ウェルドラインの曲げ特性を測定した、測定数はn=5とし、平均値を該曲げ強度σbwおよび該曲げ弾性率Ebwとした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。
前項に従って測定された射出成形体の曲げ強度σbwをもとに以下の基準で判定した。A:強度400MPa以上
B:強度300MPa以上400MPa未満
C:強度200MPa以上300MPa未満
D:強度200MPa未満。
前々項に従って測定された射出成形体の曲げ弾性率Ebwをもとに以下の基準で判定した。
A:曲げ弾性率30GPa以上
B:曲げ弾性率25GPa以上30GPa未満
C:曲げ弾性率20GPa以上25GPa未満
D:曲げ弾性率15GPa以上20GPa未満
E:曲げ弾性率15GPa未満。
一体化成形体において、以下の式を用いて、補強基材の厚み割合を算出した。
厚み割合=Ta/T
Ta:補強基材の厚み
T:一体化成形体のウェルドライン部の厚み
なお、一体化成形体のウェルドライン部の厚みは、一体化成形体におけるウェルドライン部を長さ方向に10等分した際の両端を除く各分割点において補強基材と射出成形体との合計厚みを測定し、その平均値をもって一体化成形体のウェルドライン部の厚みT(mm)とした。 (20)中立補強基材割合の計算
一体化成形体において、以下の式を用いて、中立補強基材割合を算出した。但し、補強基材の曲げ弾性率と射出成形体のウェルドラインの曲げ弾性率の差が10%以内であれば、補強基材の曲げ弾性率と射出成形体のウェルドラインの曲げ弾性率とを同等とみなし、中立補強基材割合を0.5とした。
中立補強基材割合=(Ebw-√(Ea×Ebw))/(Ebw-Ea)
Ea:補強基材(a)の曲げ弾性率(ウェルドラインの幅方向)
Ebw:射出成形体(b)のウェルドラインの曲げ弾性率(ウェルドラインの幅方向)。
補強基材の曲げ強度σaと非ウェルドライン部における射出成形体の曲げ強度σbを用いて、次式により算出した。
・補強基材の射出成形体(非ウェルドライン部)に対する曲げ強度比=σa/σb
(22)補強基材の射出成形体(非ウェルドライン部)に対する曲げ弾性率比の計算
補強基材の曲げ弾性率Eaと非ウェルドライン部における射出成形体の曲げ弾性率Ebを用いて、次式により算出した。
・補強基材の射出成形体(非ウェルドライン部)に対する曲げ弾性率比=Ea/Eb
(23)補強基材の射出成形体(非ウェルドライン部)に対する曲げ強度比および曲げ弾性率比の判定
補強基材の射出成形体(非ウェルドライン部)に対する曲げ強度比および曲げ弾性率比をもとにそれぞれ以下の基準で判定した。
A:0.8以上1.2以下
B:0.7以上0.8未満あるいは1.2より大きく1.3以下
C:0.7未満あるいは1.3より大きい。
図1のように、補強基材のインサート範囲S0に対する、補強基材のインサート範囲S0内に存在する一体化成形体の表面に存在する補強基材の表面積S1を測定することによって、インサート範囲に対する補強基材の面積変化率Sを次式により算出した。
S(面積%)=(|S1―S0|/S0)×100
ここで言う補強基材のインサート範囲S0とは、射出成形体と補強基材の一体化をねらっている範囲であり、図1においては太枠で示される。射出成形体との一体化時に補強基材が射出樹脂に埋もれたり、インサート範囲から補強基材の位置がずれたりすると、インサート範囲に対する補強基材の面積変化率Sは大きくなる。
前項に従って測定された補強基材の面積変化率Sをもとに以下の基準で判定した。
A:補強基材の面積変化率が3%以下
B:補強基材の面積変化率が3%よりも大きく5%以下
C:補強基材の面積変化率が5%よりも大きく10%以下
D:補強基材の面積変化率が10%よりも大きい。
図2のように、一体化成形体から試験片を切り出し、ISO178法(1993)に従い曲げ特性を測定した。試験片は、ウェルドライン部が中央に位置するように切り出した。測定数はn=5とし、平均値を曲げ強度σcおよび曲げ弾性率Ecとした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。
前項に従って測定された一体化成形体の曲げ強度σcをもとに以下の基準で判定した。AA:強度300MPa以上
A:強度250MPa以上300MPa未満
B:強度200MPa以上250MPa未満
C:強度150MPa以上200MPa未満
D:強度150MPa未満。
前々項に従って測定された一体化成形体の曲げ弾性率Ecをもとに以下の基準で判定した。
A:曲げ弾性率15GPa以上
B:曲げ弾性率10GPa以上15GPa未満
C:曲げ弾性率5GPa以上10GPa未満
D:曲げ弾性率5GPa未満。
得られた箱型の一体化成形体の中央にφ20mmの圧子により荷重を加え、一体化成形体が破壊するときの荷重を測定し、強度とした。測定装置としては“インストロン(登録商標)”5565型万能材料試験機(インストロン・ジャパン(株)製)を使用した。
B:荷重400N以上500N未満
C:荷重300N以上400N未満
D:荷重300N未満。
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12,000本の連続炭素繊維を得た。この連続炭素繊維の特性は次に示す通りであった。
比重:1.8
引張強度:4600MPa
引張弾性率:220GPa
[炭素繊維2]
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12,000本の連続炭素繊維を得た。この連続炭素繊維の特性は次に示す通りであった。
比重:1.8
引張強度:4100MPa
引張弾性率:420GPa
[炭素繊維3]
東レ(株)製、トレカT800SC-24000
単繊維径:5μm
比重:1.8
引張強度:5880MPa
引張弾性率:294GPa
[ガラス繊維]
日東紡製、商品名 PF-E001。
炭素繊維1をカートリッジカッターで6mmにカットし、チョップド炭素繊維を得た。水と界面活性剤(ナカライテスク(株)製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名))からなる濃度0.1質量%の分散液を作成し、この分散液と上記チョップド炭素繊維から、抄紙基材の製造装置を用いて、抄紙基材を製造した。該製造装置は、抄紙槽と、分散槽としての、容器下部に開口コックを有する直径1000mmの円筒形状の容器と、分散槽と抄紙槽とを接続する直線状の輸送部(傾斜角30°)とを備えているものであった。
分散槽の上面の開口部には撹拌機が付属され、開口部からチョップド炭素繊維および分散液(分散媒体)を投入可能である。抄紙槽は底部に幅500mmの抄紙面を有するメッシュコンベアを備え、炭素繊維基材(抄紙基材)を運搬可能なコンベアをメッシュコンベアに接続している。抄紙は分散液中の炭素繊維濃度を0.05質量%としておこなった。抄紙した炭素繊維基材は200℃の乾燥炉で30分間乾燥した。得られた炭素繊維基材の幅は500mm、長さは500mm、目付は50g/m2であった。
炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムの目付を、繊維質量含有率が52%となるように調整したこと以外は、補強基材1と同様にして補強基材2を作製した。補強基材の特性を表1-1に示す。繊維質量含有率が増加したため、弾性率の高い基材となった。
炭素繊維基材に含浸させるナイロン6樹脂フィルムの目付を、繊維質量含有率が15%となるように調整したこと以外は、補強基材1と同様にして補強基材3を作製した。補強基材の特性を表1-1に示す。繊維質量含有率が低下したため、弾性率が低く、線膨張係数が大きい基材となった。
補強基材1の炭素繊維基材と、東レ(株)製、A900(PPS樹脂)の各々のフィルムの厚みが同じフィルム2枚を用いて、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層し、300℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にPPS樹脂が含浸した補強基材4を作製した。補強基材の特性を表1-1に示す。
補強基材1の炭素繊維基材と、未変性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”J105G)50質量%と酸変性ポリプロピレン樹脂(三井化学(株)製“アドマー”QB510)50質量%とを混練した樹脂から作製した、各々のフィルムの厚みが同じフィルム2枚とを用いて、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層し、プレス成形により、230℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて炭素繊維基材にPP樹脂が含浸した補強基材5を作製した。補強基材の特性を表1-1に示す。
チョップド炭素繊維のかわりに、ガラス繊維をカートリッジカッターで6mmにカットした、チョップドガラス繊維を用いた以外は、補強基材1と同様にして補強基材6を得た。補強基材の特性を表1-1に示す。強化繊維として、ガラス繊維を用いたため、強度・弾性率は低く、線膨張係数は大きい基材となった。
炭素繊維1のかわりに、炭素繊維2をカートリッジカッターで6mmにカットしたチョップド炭素繊維を用いた以外は、補強基材2と同様にして補強基材7を作製した。補強基材の特性を表1-1に示す。弾性率の高い繊維を用いたため、弾性率の高い基材となった。
一方向に延びる炭素繊維3を広幅化した炭素繊維基材と、繊維質量含有率が60%となるように使用量を調整した、各々のフィルムの厚みが同じ、ナイロン6樹脂フィルム2枚とを、フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層し、プレス成形により、250℃の温度で5MPaの圧力を2分間かけて、一方向連続炭素繊維にナイロン6樹脂が含浸した補強基材8を作製した。補強基材の特性を表1-1に示す。一方向に繊維が連続しているため、特性に異方性を有する基材となった。
炭素繊維基材と樹脂フィルムを積層する際、炭素繊維基材3枚と、各々のフィルムの厚みが同じナイロン6樹脂フィルム6枚とを、下方からフィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層したこと以外は、補強基材1と同様にして補強基材9を作製した。補強基材の特性を表1-2に示す。積層枚数を増加させたため、分厚い基材となった。
炭素繊維基材と樹脂フィルムを積層する際、炭素繊維基材4枚と、各々のフィルムの厚みが同じナイロン6樹脂フィルム8枚とを、下方からフィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層したこと以外は、補強基材1と同様にして補強基材10を作製した。補強基材の特性を表1-2に示す。積層枚数を増加させたため、分厚い基材となった。
炭素繊維基材と樹脂フィルムを積層する際、炭素繊維基材6枚と、各々のフィルムの厚みが同じナイロン6樹脂フィルム12枚とを、下方からフィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層したこと以外は、補強基材1と同様にして補強基材11を作製した。補強基材の特性を表1-2に示す。積層枚数を増加させたため、分厚い基材となった。
炭素繊維基材と樹脂フィルムを積層する際、炭素繊維基材8枚と、各々のフィルムの厚みが同じナイロン6樹脂フィルム16枚とを、下方からフィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層したこと以外は、補強基材1と同様にして補強基材12を作製した。補強基材の特性を表1-2に示す。積層枚数を増加させたため、分厚い基材となった。
炭素繊維基材と樹脂フィルムを積層する際、炭素繊維基材12枚と、各々のフィルムの厚みが同じナイロン6樹脂フィルム24枚とを、下方からフィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルム/フィルム/炭素繊維基材/フィルムとなるように積層したこと以外は、補強基材1と同様にして補強基材13を作製した。補強基材の特性を表1-2に示す。積層枚数を増加させたため、分厚い基材となった。
東レ(株)製、TLP1060(長繊維炭素繊維/ナイロン樹脂)
射出樹脂1の特性を表2に示す。
東レ(株)製、A630T-30V(短繊維炭素繊維/PPS樹脂)
射出樹脂2の特性を表2に示す。
東レ(株)製、TLP8169(長繊維炭素繊維/PP樹脂)
射出樹脂3の特性を表2に示す。
東レ(株)製、CM1007(非強化ナイロン樹脂)
射出樹脂4の特性を表2に示す。
補強基材1を150mm×30mmにカットした。カットした補強基材を、縦150mm×横150mm×厚さ1mmのキャビティを持つ射出成形金型の、ウェルドラインが生じると考えられる中央部に、射出成形体との一体化後に補強基材がウェルドラインを覆って沿うようにインサートした。射出樹脂1をシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、補強基材と射出成形体が一体化した一体化成形体を作製した。補強基材1は射出成形体のウェルドラインの幅方向において、30mmの距離にわたって射出成形体と一体化していた。得られた一体化成形体においては、補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、一体化成形体のウェルドライン部の力学特性は優れていた。得られた一体化成形体は、図2に示すような形態であった。一体化成形体の評価結果は表3-1に記載した。
補強基材1の代わりに、補強基材2を用いた点以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表3-1に記載した。補強基材2の厚みが小さいため、射出樹脂の流動を妨げることなく、得られた一体化成形体の補強基材においては、よれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、一体化成形体のウェルドライン部の力学特性は優れていた。
補強基材1の代わりに、補強基材3を用いた点以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表3-1に記載した。補強基材3の弾性率が低いため、一体化成形体のウェルドライン部の弾性率は低いが、得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。
補強基材1の代わりに補強基材4を、射出樹脂1の代わりに射出樹脂2を用い、射出成形時のシリンダー温度を330℃、金型温度を150℃に変えた点以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表3-1に記載した。補強基材の樹脂と射出樹脂とがPPS樹脂であるため、得られた一体化成形体においては補強基材によれが見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、一体化成形体のウェルドライン部の力学特性は優れていた。
補強基材1の代わりに補強基材5を、射出樹脂1の代わりに射出樹脂3を用い、射出成形時のシリンダー温度を230℃、金型温度を60℃に変えた点以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表3-1に記載した。補強基材の樹脂と射出樹脂とがPP樹脂であるが、得られた一体化成形体においては、補強基材によれが見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、一体化成形体のウェルドライン部の力学特性は優れていた。
補強基材1の代わりに、補強基材6を用いた点以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表3-1に記載した。補強基材に用いた強化繊維がガラス繊維であるため、得られた一体化成形体におけるウェルドライン部の力学特性は低いものの、一体化成形体において補強基材のよれは見られず、品位の良い成形体が作製できた。
補強基材1の代わりに、補強基材7を用いた点以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表3-1に記載した。弾性率の高い炭素繊維を補強基材の強化繊維として用いたため、得られた一体化成形体のウェルドライン部の力学特性は優れていた。また、一体化成形体において補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。
補強基材をインサートしない点以外は、実施例1と同様にして、射出成形体を作製した。射出成形体の評価結果は表3-2に記載した。射出材として使用した繊維強化樹脂の力学特性は優れているが、補強基材により補強されていないウェルドライン部の力学特性は非常に低いものであった。
補強基材をインサートせず、射出樹脂1の代わりに射出樹脂4を用いた点以外は、実施例1と同様にして、射出成形体を作製した。射出成形体の評価結果は表3-2に記載した。射出材として非強化樹脂を用いた場合も、補強基材により補強されていないウェルドライン部の力学特性は非常に低いものであった。
補強基材1の代わりに、補強基材8を用いた点以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表3-2に記載した。ただし、補強基材は、補強基材の長手方向が繊維方向となるようにカットした。補強基材には、強化繊維として一方向連続炭素繊維を用いたが、補強基材の繊維がウェルドラインに沿って並んだため、ウェルドライン部では補強効果が得られず、ウェルドラインを補強していない射出成形体と同等の力学特性であった。また、補強基材8は繊維方向と垂直方向の線膨張係数が大きく、曲げ弾性率が低く、異方性があるため、得られた一体化成形体において補強基材のよれが大きく、補強基材の繊維自体も乱れていた。
補強基材1の代わりに、補強基材9を用いた点以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体の作製を試みた。しかし、補強基材9の厚みが厚く、キャビティの中央まで射出樹脂が流動せず、未充填となり、一体化成形体は得られなかった。
補強基材1を150mm×15mmにカットしたこと以外は、実施例1と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表4に記載した。補強基材の幅を小さくしても、実施例1と同様、品位、ウェルドライン部の力学特性の良い成形体が作製できた。
補強基材2を150mm×15mmにカットしたこと以外は、実施例2と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表4に記載した。補強基材の幅を小さくしても、実施例2と同様、品位、ウェルドライン部の力学特性の良い成形体が作製できた。インサートした補強基材量を削減でき、ウェルドラインの補強と軽量化の両立の観点からも、優れた一体化成形体といえるものであった。
補強基材3を150mm×15mmにカットしたこと以外は、実施例3と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表4に記載した。補強基材3は曲げ弾性率が低く、また、線膨張係数が大きいため、補強基材の幅を小さくすると、一体化後の補強基材に多少のよれが見られた。
補強基材4を150mm×15mmにカットしたこと以外は、実施例4と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表4に記載した。補強基材の幅を小さくしても、実施例4と同様、品位、ウェルドライン部の力学特性の良い成形体が作製できた。
補強基材5を150mm×15mmにカットしたこと以外は、実施例5と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表4に記載した。補強基材の幅を小さくしても、実施例5と同様、品位・ウェルドライン部の力学特性の良い成形体が作製できた。
補強基材6を150mm×15mmにカットしたこと以外は、実施例6と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表4に記載した。補強基材6の力学特性が低く、線膨張係数が大きいため、補強基材の幅を小さくすると、一体化後の補強基材によれが見られた。
補強基材7を150mm×15mmにカットしたこと以外は、実施例7と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表4に記載した。補強基材の幅を小さくしても、実施例7と同様、品位、ウェルドライン部の力学特性の良い成形体が作製できた。インサートした補強基材量を削減でき、ウェルドラインの補強と軽量化の両立の観点からも、優れた一体化成形体といえるものであった。
補強基材8を150mm×15mmにカットしたこと以外は、比較例3と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表4に記載した。補強基材の幅を小さくすると、一体化後の補強基材のよれが大きくなった。
補強基材9を150mm×15mmにカットしたこと以外は、比較例4と同様にして、一体化成形体の作製を試みた。しかし、比較例4と同様、補強基材の厚みが厚く、キャビティの中央まで射出樹脂が流動せず、射出樹脂が未充填となり、一体化成形体は得られなかった。
補強基材1を150mm×30mmにカットした。カットした補強基材を、縦150mm×横150mm×厚さ2mmのキャビティを持つ射出成形金型の、ウェルドラインが生じると考えられる中央部に、一体化後に補強基材がウェルドラインを覆って沿うようにインサートした。射出樹脂1をシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、補強基材と射出成形体が一体化した一体化成形体を作製した。補強基材1は射出成形体のウェルドラインの幅方向において、30mmの距離にわたって射出成形体と一体化していた。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、一体化成形体の厚みが大きくなったため、一体化成形体のウェルドライン部の幅は増加したが、該ウェルドライン部の力学特性は優れていた。一体化成形体の評価結果は表5-1に記載した。
補強基材1の代わりに、補強基材10を用いた点以外は、実施例15と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表5-1に記載した。
補強基材1の代わりに、補強基材11を用いた点以外は、実施例15と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体に対する補強基材厚み割合が増加したため、得られた一体化成形体の力学特性はさらに向上した。一体化成形体の評価結果は表5-1に記載した。
補強基材1を12.5mm×30mmにカットした。カットした補強基材を、縦130mm×横13mm×厚さ3mmのキャビティを持つ射出成形金型の、ウェルドラインが生じると考えられる中央部に、一体化後に補強基材がウェルドラインを覆って沿うようにインサートした。射出樹脂1をシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、補強基材と射出成形体が一体化した一体化成形体を作製した。補強基材1は射出成形体のウェルドラインの幅方向において、30mmの距離にわたって射出成形体と一体化していた。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、一体化成形体の厚みが大きくなったため、射出成形体のウェルドラインの幅は増加したが、一体化成形体のウェルドライン部の力学特性は向上した。得られた一体化成形体の模式図を図3に示す。また、一体化成形体の評価結果は表5-1に記載した。
補強基材1を12.5mm×30mmにカットした。カットした補強基材を、縦130mm×横13mm×厚さ6mmのキャビティを持つ射出成形金型の、ウェルドラインが生じると考えらえる中央部に、一体化後に補強基材がウェルドラインを覆って沿うようにインサートした。射出樹脂1をシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、補強基材と射出成形体が一体化した一体化成形体を作製した。補強基材1は射出成形体のウェルドラインの幅方向において、30mmの距離にわたって射出成形体と一体化していた。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、一体化成形体の厚みが大きくなったため、射出成形体のウェルドラインの幅は増加したが、一体化成形体のウェルドライン部の力学特性は向上した。一体化成形体の評価結果は表5-1に記載した。
補強基材をインサートしない点以外は、実施例15と同様にして、射出成形体を作製した。射出成形体の評価結果は表5-2に記載した。射出材として使用した繊維強化樹脂の力学特性は優れているが、補強基材により補強されていないウェルドラインの力学特性は非常に低いものであった。
補強基材をインサートしない点以外は、実施例18と同様にして、射出成形体を作製した。射出成形体の評価結果は表5-2に記載した。射出材として使用した繊維強化樹脂の力学特性は優れているが、補強基材により補強されていないウェルドラインの力学特性は非常に低いものであった。
補強基材をインサートしない点以外は、実施例19と同様にして、射出成形体を作製した。射出成形体の評価結果は表5-2に記載した。射出材として使用した繊維強化樹脂の力学特性は優れているが、補強基材により補強されていないウェルドラインの力学特性は非常に低いものであった。
補強基材1の代わりに、補強基材12を用いた点以外は、実施例15と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表5-2に記載した。得られた一体化成形体のウェルドラインの力学特性は優れていたが、補強基材厚み割合が中立補強基材割合を超過しているため、補強効果は、実施例17と同様であり、補強基材厚み割合増加による、補強効果の増加はみられなかった。
補強基材1の代わりに、補強基材13を用いた点以外は、実施例15と同様にして、一体化成形体の作製を試みた。しかし、補強基材13の厚みが厚く、キャビティの中央まで射出樹脂が流動せず、未充填となり、一体化成形体は得られなかった。
補強基材1を12.5mm×5mmにカットしたこと以外は、実施例18と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表5-2に記載した。補強基材幅がウェルド幅よりも小さいため、補強効果はみられなかった。
補強基材1を12.5mm×5mmにカットしたこと以外は、実施例19と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表5-2に記載した。補強基材幅がウェルド幅よりも小さく、ウェルドラインを幅方向に覆うことができなかったため、補強効果はみられなかった。
縦150mm×横190mm×厚さ1mmの平板部と、ボス、リブが存在する高さ10mmの立ち壁(R=2.5)とから構成される箱型射出成形金型を用意するとともに、補強基材1を、補強基材が一体化された際の一体化成形体投影面積における補強基材の面積比率が50%となる大きさにカットした。カットした補強基材を、箱型射出成形金型にインサートし、射出樹脂1をシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、補強基材と射出成形体が一体化した一体化成形体を作製した。補強基材1は射出成形体のウェルドラインの幅方向において、30mmの距離にわたって射出成形体と一体化していた。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、得られた成形体の強度は非常に優れていた。得られた一体化成形体の模式図を図4に示す。一体化成形体の評価結果は表6-1に記載した。
補強基材1の代わりに補強基材4を、射出樹脂1の代わりに射出樹脂2を用い、射出成形時のシリンダー温度を330℃、金型温度を150℃に変えた点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表6-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、得られた成形体の強度は非常に優れていた。
補強基材1の代わりに補強基材5を、射出樹脂1の代わりに射出樹脂3を用い、射出成形時のシリンダー温度を230℃、金型温度を60℃に変えた点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表6-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、得られた成形体の強度は非常に優れていた。
補強基材1の代わりに補強基材3を用いた点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表6-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、補強基材の強度が低いため、得られた一体化成形体の強度は低下した。
補強基材1の代わりに補強基材6を用いた点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表6-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、補強基材の強度が低いため、得られた一体化成形体の強度は低下した。
補強基材1の代わりに補強基材2を用いた点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表6-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。しかし、補強基材の剛性が高く、補強基材の端部に応力が集中しため、得られた一体化成形体の強度は低下した。
補強基材1の代わりに補強基材7を用いた点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表6-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。しかし、補強基材の剛性が高く、補強基材の端部に応力が集中しため、得られた一体化成形体の強度は低下した。
補強基材1を、補強基材が一体化された際の一体化成形体投影面積における補強基材の面積比率が100%となるようにカットした点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体の作製を試みた。しかし、射出金型の全面に補強基材が配置されたため、エアーや樹脂の分解ガスが抜けにくい、あるいは、樹脂の流動性が低下し、樹脂が未充填となり、一体化成形体が得られなかった。
補強基材1の代わりに補強基材8を用いた点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。ただし、この際、補強基材8の繊維方向は成形体の短辺方向とした。一体化成形体の評価結果は表6-2に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれが生じた。また、補強基材の剛性が高く、補強基材の端部に応力が集中しため、得られた一体化成形体の強度は低下した。
補強基材1の代わりに補強基材8を用いた点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。ただし、この際、補強基材8の繊維方向は成形体の長辺方向とした。一体化成形体の評価結果は表6-2に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれが生じた。また、補強基材の繊維方向がウェルドラインと同方向となり、ウェルドラインの補強効果が低いため、一体化成形体の強度は大きく低下した。
補強基材1をインサートしなかった点以外は、実施例22と同様にして、一体化成形体を作製した。射出成形体の評価結果は表6-2に記載した。ウェルドラインが露出しているため、得られた射出成形体の強度は低下した。
補強基材1を、補強基材が一体化された際の一体化成形体投影面積における補強基材の面積比率が30%となるようにカットした点以外は、実施例20と同様にして、一体化成形体を作製した。補強基材1は射出成形体のウェルドラインの幅方向において、15mmの距離にわたって射出成形体と一体化していた。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、得られた成形体の強度は非常に優れていた。さらに、補強基材の面積が減少し、薄肉成形性、複雑形状成形性の観点から、優れていた。得られた一体化成形体の模式図を図5に示す。一体化成形体の評価結果は表7-1に記載した。
補強基材1の代わりに補強基材4を、射出樹脂1の代わりに射出樹脂2を用い、射出成形時のシリンダー温度を330℃、金型温度を150℃に変えた点以外は、実施例27と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表7-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、得られた成形体の強度は非常に優れていた。さらに、補強基材の面積が減少し、薄肉成形性、複雑形状成形性の観点から、優れていた。
補強基材1の代わりに補強基材5を、射出樹脂1の代わりに射出樹脂3を用い、射出成形時のシリンダー温度を230℃、金型温度を60℃に変えた点以外は、実施例27と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表7-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。また、得られた成形体の強度は非常に優れていた。さらに、補強基材の面積が減少し、薄肉成形性、複雑形状成形性の観点から、優れていた。
補強基材1の代わりに補強基材3を用いた点以外は、実施例27と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表7-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。さらに、補強基材の面積が減少し、薄肉成形性、複雑形状成形性の観点から、優れていた。
補強基材1の代わりに補強基材6を用いた点以外は、実施例27と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表7-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。さらに、補強基材の面積が減少し、薄肉成形性、複雑形状成形性の観点から、優れていた。
補強基材1の代わりに補強基材2を用いた点以外は、実施例27と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表7-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。しかし、補強基材の剛性が高く、かつ、補強基材の面積が減少し、補強基材の端部に応力が集中しため、得られた一体化成形体の強度は大きく低下した。
補強基材1の代わりに補強基材7を用いた点以外は、実施例27と同様にして、一体化成形体を作製した。一体化成形体の評価結果は表7-1に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれも見られず、品位の良い成形体が作製できた。しかし、補強基材の剛性が高く、かつ、補強基材の面積が減少し、補強基材の端部に応力が集中しため、得られた一体化成形体の強度は大きく低下した。
補強基材1の代わりに補強基材8を用いた点以外は、実施例27と同様にして、一体化成形体を作製した。ただし、この際、補強基材8の繊維方向は成形体の短辺方向とした。一体化成形体の評価結果は表7-2に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれが生じた。また、補強基材の剛性が高く、かつ、補強基材の面積が減少し、補強基材の端部に応力が集中しため、得られた一体化成形体の強度は大きく低下した。
補強基材1の代わりに補強基材8を用いた点以外は、実施例27と同様にして、一体化成形体を作製した。ただし、この際、補強基材8の繊維方向は成形体の長辺方向とした。一体化成形体の評価結果は表7-2に記載した。得られた一体化成形体においては補強基材のよれが生じた。また、補強基材の繊維方向がウェルドラインと同方向となり、ウェルドラインの補強効果が低いため、成形体の強度は大きく低下した。
2.補強基材のインサート範囲S0内に存在する一体化後の補強基材の面積S1
3.補強基材
4.射出成形体
5.ウェルドライン
6.試験片カット範囲
7.リブ
8.ボス
9a、9b. 測定治具
Claims (12)
- 不連続繊維(a1)と樹脂(a2)とを有する補強基材(a)と、不連続繊維(b1)と樹脂(b2)とを有する射出成形体(b)とが一体化した一体化成形体であり、
補強基材(a)は射出成形体(b)のウェルドラインの長さ方向の一部又は全部を該ウェルドラインの幅方向に亘って覆って射出成形体(b)と一体化しており、
補強基材(a)の厚みTaと一体化成形体のウェルドライン部の厚みTとの比が以下の関係式を満たしている一体化成形体。
Ea≠Ebwの場合、
Ta/T≦((Ebw-√(Ea・Ebw))/(Ebw-Ea))
Ea=Ebwの場合、
Ta/T≦0.5
Ta:補強基材(a)の厚み
T :一体化成形体のウェルドライン部の厚み
Ea:補強基材(a)の曲げ弾性率(ウェルドラインの幅方向)
Ebw:射出成形体(b)のウェルドラインの曲げ弾性率(ウェルドラインの幅方向) - 補強基材(a)の厚みが0.25mm以下である、請求項1記載の一体化成形体。
- 不連続繊維(a1)と樹脂(a2)とを有する補強基材(a)と、不連続繊維(b1)と樹脂(b2)とを有する射出成形体(b)とが一体化した一体化成形体であり、
補強基材(a)が射出成形体(b)のウェルドラインの長さ方向の一部又は全部を該ウェルドラインの幅方向に亘って覆って一体化されており、
補強基材(a)は、一体化成形体を補強基材(a)が配された面が水平方向かつ上向きとなるように配置して上方向から投影した際、一体化成形体の投影面積の50%以下の面積を有しており、
補強基材(a)の曲げ弾性率Eaと非ウェルドライン部における射出成形体(b)の曲げ弾性率Ebとの比Ea/Ebが0.7~1.3である、一体化成形体。 - 補強基材(a)の曲げ強度σaと非ウェルドライン部における射出成形体(b)の曲げ強度σbとの比σa/σbが0.7~1.3である、請求項3に記載の一体化成形体。
- 補強基材(a)がテープ状である、請求項1~4いずれかに記載の一体化成形体。
- 補強基材(a)は、射出成形体(b)のウェルドラインの幅方向における2.5~15mmの距離にわたって射出成形体(b)と一体化されている、請求項1~5いずれかに記載の一体化成形体。
- 補強基材(a)の補強幅Waと一体化成形体のウェルドライン部の厚みTとが、以下の関係を満たしている、請求項1~6いずれかに記載の一体化成形体。
1 ≦ Wa(mm)/5√T(mm) ≦ 10
Wa:補強基材(a)の幅(ウェルドラインの幅方向)
T :一体化成形体のウェルドライン部の厚み - 補強基材(a)が実質的に等方性を示す、請求項1~7いずれかに記載の一体化成形体。
- 補強基材(a)の線膨張係数が7×10-6/K以下である、請求項1~8いずれかに記載の一体化成形体。
- 補強基材(a)の曲げ弾性率が10GPa以上である、請求項1~9いずれかに記載の一体化成形体。
- 補強基材(a)の不連続繊維(a1)が導電性を示す、請求項1~10いずれかに記載の一体化成形体。
- 補強基材(a)の不連続繊維(a1)が略モノフィラメント状、且つ、ランダムに分散している、請求項1~11いずれかに記載の一体化成形体。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017166842 | 2017-08-31 | ||
JP2017166841 | 2017-08-31 | ||
JP2017166841 | 2017-08-31 | ||
JP2017166842 | 2017-08-31 | ||
PCT/JP2018/031339 WO2019044693A1 (ja) | 2017-08-31 | 2018-08-24 | 一体化成形体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019044693A1 JPWO2019044693A1 (ja) | 2020-08-13 |
JP7156031B2 true JP7156031B2 (ja) | 2022-10-19 |
Family
ID=65527433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018552265A Active JP7156031B2 (ja) | 2017-08-31 | 2018-08-24 | 一体化成形体 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11794385B2 (ja) |
EP (1) | EP3677399B1 (ja) |
JP (1) | JP7156031B2 (ja) |
KR (1) | KR20200044783A (ja) |
CN (1) | CN110891755B (ja) |
SG (1) | SG11201912848SA (ja) |
TW (1) | TWI794278B (ja) |
WO (1) | WO2019044693A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI723671B (zh) * | 2019-12-10 | 2021-04-01 | 英屬開曼群島商聯冠國際股份有限公司 | 用於聚氯乙烯發泡仿木葉片之成型模具 |
DE102020121141A1 (de) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Fließpressteil, Batteriegehäuse mit einem Fließpressteil, Verfahren zum Herstellen eines Fließpressteils, Fließpresswerkzeug |
WO2022168326A1 (ja) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | 昭和電工株式会社 | レーダー装置及びその製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001341216A (ja) | 2000-03-30 | 2001-12-11 | Sumitomo Chem Co Ltd | 成形体、その製造方法およびその用途 |
JP2004082470A (ja) | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Suzuki Motor Corp | ウェルド部強化樹脂部品およびその製造方法 |
JP2005022302A (ja) | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Seikow Chemical Engineering & Machinery Ltd | 繊維強化複合材用プリフォーム及びその製造方法 |
JP2013226815A (ja) | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Kuraray Co Ltd | 加飾シート、プレフォーム成形体及び加飾成形体 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60260313A (ja) | 1984-06-08 | 1985-12-23 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | ウエルドラインの解消方法 |
JPH08118387A (ja) * | 1994-09-01 | 1996-05-14 | Sumitomo Chem Co Ltd | 熱可塑性樹脂成形体の製造方法 |
JPH09272134A (ja) | 1996-04-04 | 1997-10-21 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 複合射出成形物及びその製造方法 |
JP2000167863A (ja) | 1998-12-09 | 2000-06-20 | Toyobo Co Ltd | ウェルド補強方法 |
US20010053451A1 (en) | 2000-03-30 | 2001-12-20 | Yoshiaki Togawa | Laminated product and process for producing the same |
JP2004255621A (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Mitsubishi Engineering Plastics Corp | 穴開き厚肉樹脂成形品 |
JP5776137B2 (ja) | 2009-03-31 | 2015-09-09 | 東レ株式会社 | 一体化成形品の製造方法 |
JP2012071595A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-04-12 | Toray Ind Inc | 複合成形体の製造方法 |
JP2012206446A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Teijin Ltd | 裏打ち付き繊維強化複合材料の製造方法 |
JP7131390B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2022-09-06 | 東レ株式会社 | 一体化成形体およびその製造方法 |
-
2018
- 2018-08-24 CN CN201880046781.4A patent/CN110891755B/zh active Active
- 2018-08-24 SG SG11201912848SA patent/SG11201912848SA/en unknown
- 2018-08-24 US US16/641,447 patent/US11794385B2/en active Active
- 2018-08-24 JP JP2018552265A patent/JP7156031B2/ja active Active
- 2018-08-24 EP EP18852269.2A patent/EP3677399B1/en active Active
- 2018-08-24 KR KR1020207000396A patent/KR20200044783A/ko unknown
- 2018-08-24 WO PCT/JP2018/031339 patent/WO2019044693A1/ja unknown
- 2018-08-28 TW TW107129921A patent/TWI794278B/zh active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001341216A (ja) | 2000-03-30 | 2001-12-11 | Sumitomo Chem Co Ltd | 成形体、その製造方法およびその用途 |
JP2004082470A (ja) | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Suzuki Motor Corp | ウェルド部強化樹脂部品およびその製造方法 |
JP2005022302A (ja) | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Seikow Chemical Engineering & Machinery Ltd | 繊維強化複合材用プリフォーム及びその製造方法 |
JP2013226815A (ja) | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Kuraray Co Ltd | 加飾シート、プレフォーム成形体及び加飾成形体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3677399B1 (en) | 2022-05-18 |
CN110891755B (zh) | 2021-12-31 |
EP3677399A1 (en) | 2020-07-08 |
US20200198193A1 (en) | 2020-06-25 |
EP3677399A4 (en) | 2021-06-02 |
TW201919843A (zh) | 2019-06-01 |
US11794385B2 (en) | 2023-10-24 |
WO2019044693A1 (ja) | 2019-03-07 |
TWI794278B (zh) | 2023-03-01 |
KR20200044783A (ko) | 2020-04-29 |
CN110891755A (zh) | 2020-03-17 |
JPWO2019044693A1 (ja) | 2020-08-13 |
SG11201912848SA (en) | 2020-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4862913B2 (ja) | プリプレグおよびプリフォーム | |
JP7156031B2 (ja) | 一体化成形体 | |
JP4807477B2 (ja) | プレス成形品の製造方法 | |
JP7131390B2 (ja) | 一体化成形体およびその製造方法 | |
JP6197968B1 (ja) | 構造体の製造方法 | |
JP6137300B2 (ja) | 繊維強化多層ペレット、それを成形してなる成形品、および繊維強化多層ペレットの製造方法 | |
US20220315696A1 (en) | Liquid crystal polyester resin pellets, and production method therefor, and production method for molded article | |
JP2014095034A (ja) | 成形品及び成形品の製造方法 | |
JP2014080564A (ja) | 炭素繊維強化難燃ポリカーボネート系樹脂組成物および成形品 | |
TWI547514B (zh) | 複合形成材料、射出成形品及複合形成材料之製造方法 | |
JP7268467B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂フィラメントおよびその成形品 | |
US20220282033A1 (en) | Liquid crystal polyester resin molded article | |
JP6849758B2 (ja) | 液晶ポリエステル樹脂ペレット、及び液晶ポリエステル樹脂成形体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220426 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220530 |
|
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: 20220906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220919 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7156031 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |