JPWO2017073696A1 - 複合成形体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
当該複合材料成形体を構成する材料としては、連続強化繊維と連続熱可塑性樹脂繊維が連続して均一に混じり合った複合糸、及び当該複合糸からなる布帛が提案されている。
さらには、前記布帛を280℃程度に加熱して熱可塑性樹脂の部分を溶融させた後に、50℃程度に冷却して固化させた成形体についても提案されている(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)と、を具備し、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)とが接合面を介して結合している複合成形体(3)であって、
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分の引張強度が、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の0.35倍以上である、複合成形体。
[2]
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分の引張強度が、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の0.5倍以上である、上記[1]に記載の複合成形体。
[3]
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分の引張強度が、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の1.0倍以上である、上記[1]又は[2]に記載の複合成形体。
[4]
前記熱可塑性樹脂組成物(2)が、不連続強化材料を含む、上記[1]〜[3]のいずれか記載の複合成形体。
[5]
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分は、互いに混じり合った凹凸構造である、上記[1]〜[4]のいずれか記載の複合成形体。
[6]
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合面における界面の距離Lと、前記複合成形体(3)の厚みtの間に、L>1.8tの関係が成り立つ、上記[5]に記載の複合成形体。
[7]
前記Lと前記tの間に、L>2.0tの関係が成り立つ、上記[5]又は[6]に記載の複合成形体。
[8]
前記界面は、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に含まれる連続強化繊維(A)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)に含まれる不連続強化材料により形成される界面である、上記[6]又は[7]に記載の複合成形体。
[9]
連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)と、を具備し、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)とが接合面を介して結合している複合成形体(3)であって、
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分は、互いに混じり合った凹凸構造である、複合成形体。
[10]
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合面における界面の距離Lと、複合成形体(3)の厚みtの間に、L>1.8tの関係が成り立つ、上記[9]に記載の複合成形体。
[11]
前記Lと前記tの間に、L>2.0tの関係が成り立つ、上記[9]又は[10]に記載の複合成形体。
[12]
前記界面は、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に含まれる連続強化繊維(A)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)に含まれる不連続強化材料により形成される界面である、上記[10]又は[11]に記載の複合成形体。
[13]
前記連続強化繊維(A)が、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリベンザゾール系繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、金属繊維、及びセラミック繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記[1]〜[12]のいずれかに記載の複合成形体。
[14]
前記熱可塑性樹脂(B)が、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリエーテルイミド、及び熱可塑性フッ素系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記[1]〜[13]のいずれかに記載の複合成形体。
[15]
前記熱可塑性樹脂(B)が、熱可塑性樹脂繊維である、上記[1]〜[14]のいずれかに記載の複合成形体。
[16]
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)の素材が布帛状である、上記[1]〜[15]のいずれかに記載の複合成形体。
[17]
連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)と、を具備し、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)とが接合面を介して結合している複合成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を金型内で賦型する工程と、
前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程と、
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)を接合する工程と、
を含む、複合成形体の製造方法。
[18]
前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程の後に、
前記熱可塑性樹脂(B)の融点以上の金型内で、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)及び前記熱可塑性樹脂組成物(2)を圧縮成形する工程と、
をさらに含む、上記[17]に記載の複合成形体の製造方法。
[19]
前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程における金型温度が熱可塑性樹脂(B)の融点以下である、上記[17]又は[18]に記載の複合成形体の製造方法。
[20]
熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を金型内で賦型する工程の後に、
前記熱可塑性樹脂(B)の融点以上の金型内で、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を圧縮成形する工程、
をさらに含む、上記[17]に記載の複合成形体の製造方法。
[21]
前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程において、前記金型が前記熱可塑性樹脂(B)の融点以上である時に射出充填する、上記[20]に記載の複合成形体の製造方法。
[22]
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分は、互いに混じり合った凹凸構造である、上記[17]〜[21]のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
[23]
前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填・保圧するときの射出圧力または射出保圧力と、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)及び前記熱可塑性樹脂組成物(2)を圧縮成形するときのプレス圧力が同等である、上記[17]〜[22]のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
[24]
前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填後、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)及び前記熱可塑性樹脂組成物(2)の固化点−10℃以下まで、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)及び前記熱可塑性樹脂組成物(2)を圧縮成形するときのプレス圧力と同等の射出保圧力をかけ続ける、上記[17]〜[23]のいずれかに記載の複合成形体の製造方法。
本実施形態の複合成形体は、
連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)と、を具備し、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)とが接合面を介して結合している複合成形体(3)であって、
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分の引張強度が、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の0.35倍以上である。
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料は、連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む。
<連続強化繊維(A)>
連続強化繊維(A)としては、通常の繊維強化複合材料として使用されるものを用いることができ、以下に限定されるものではないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリベンザゾール系繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、金属繊維、セラミックス繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましいものとして挙げられる。
機械的特性、熱的特性、汎用性の観点から、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維が好ましく、経済性の面からは、ガラス繊維が好ましい。
シランカップリング剤は、通常ガラス繊維の表面処理剤として用いられ、界面接着強度向上に寄与する。
シランカップリング剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノシラン類;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン及びγ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン類;エポキシシラン類;ビニルシラン類からなる群より選択される1種類以上を用いることが好ましい。
潤滑剤は、ガラス繊維の開繊性向上に寄与する。
潤滑剤としては、目的に適した通常の液体又は固体の任意の潤滑材料が使用可能であり、以下に限定されるものではないが、例えば、カルナウバワックスやラノリンワックス等の動植物系又は鉱物系のワックス;脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸エーテル、芳香族系エステル、芳香族系エーテル等の界面活性剤から選択される1種以上を用いることが好ましい。
結束剤は、ガラス繊維の集束性向上及び界面接着強度向上に寄与する。
結束剤としては、目的に適したポリマー、熱可塑性樹脂が使用可能である。
ポリマーとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他共重合性モノマーとのコポリマー、並びにこれらの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩等が挙げられる。また、例えば、m−キシリレンジイソシアナート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアナート)及びイソホロンジイソシアナート等のイソシアネートと、ポリエステル系やポリエーテル系のジオールとから合成されるポリウレタン樹脂も好適に使用される。
中和度は、他の併用薬剤(シランカップリング剤等)との混合溶液の安定性向上や、アミン臭低減の観点から、20〜90%とすることが好ましく、40〜60%とすることがより好ましい。
結束剤として用いられる熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に含まれる熱可塑性樹脂(B)、例えば連続熱可塑性樹脂繊維と同種の熱可塑性樹脂及び/又は変性熱可塑性樹脂であると、複合材料成形体となった後、ガラス繊維と熱可塑性樹脂の接着性が向上する傾向にあるため好ましい。
なおここで、連続熱可塑性樹脂繊維とは、連続強化繊維、例えば連続ガラス繊維と混繊したポリアミド繊維などを指し、加熱プレス後溶融して熱可塑性樹脂連続複合材料のマトリックス材料となる。
さらに、両繊維の接着性を一層向上させるために集束剤を水分散体としてガラス繊維に付着させる場合において、乳化剤成分の比率を低減、あるいは乳化剤を不要とできる等の観点から、結束剤として用いられる熱可塑性樹脂としては、変性熱可塑性樹脂が好ましい。ここで、変性熱可塑性樹脂とは、熱可塑性樹脂の主鎖を形成し得るモノマー成分以外に、その熱可塑性樹脂の性状を変化させる目的で、異なるモノマー成分を共重合させ、親水性、結晶性、熱力学特性等を改質したものを意味する。
オレフィン系モノマーと共重合可能なモノマーとしては、例えば、アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和カルボン酸等が挙げられ、これらは、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
オレフィン系モノマーが60質量%以上である場合、マトリックスとの親和性が良好となる傾向にあり、オレフィン系モノマーの質量%が95質量%以下である場合、変性ポリオレフィン系樹脂の水分散性が良好となり、連続強化繊維への均一付与が行い易くなる傾向にある。
塩基性化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ類;アンモニア;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類が挙げられる。
結束剤として用いられる変性ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、特に制限されないが、5,000〜200,000であることが好ましく、50,000〜150,000であることがより好ましい。変性ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、ガラス繊維の集束性向上の観点から5,000以上であることが好ましく、水分散性とする場合の乳化安定性の観点から200,000以下であることが好ましい。
分子鎖中にポリアルキレンオキサイド鎖を導入する場合は、例えばポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等の一部又は全部をジアミン又はジカルボン酸に変性したものを共重合する。また、3級アミン成分を導入する場合は、例えばアミノエチルピペラジン、ビスアミノプロピルピペラジン、α−ジメチルアミノε−カプロラクタム等を共重合する。
ポリカルボン酸又はその無水物としては、芳香族ジカルボン酸、スルホン酸塩含有芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、3官能以上のポリカルボン酸等が挙げられる。
スルホン酸塩含有芳香族ジカルボン酸としては、スルホテレフタル酸塩、5−スルホイソフタル酸塩、5−スルホオルトフタル酸塩等が挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸又は脂環式ジカルボン酸としては、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられる。
3官能以上のポリカルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられる。
ジオールとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA又はそのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。3官能以上のポリオールとしては、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
結束剤の全量を100質量%とした場合、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他共重合性モノマーとのコポリマー、並びにこれらの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩より選択された1種以上のポリマーを50質量%以上用いることが好ましく、60質量%以上用いることがより好ましい。
ガラス繊維集束剤において、それぞれ、シランカップリング剤を0.1〜2質量%、潤滑剤を0.01〜1質量%、結束剤を1〜25質量%を含有することが好ましく、これらの成分を水で希釈し、全質量を100質量%に調整する。
ガラス繊維集束剤における潤滑剤の配合量は、充分な潤滑性を与えるという観点、及びエアスプライサーによる繋ぎ糸の引張り破断強力向上と混繊工程における開繊性向上の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.02質量%以上であり、界面接着強度向上と複合材料成形体の機械的強度向上の観点から、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下である。
ガラス繊維集束剤における結束剤の配合量は、ガラス繊維の集束性制御及び界面接着強度向上と複合材料成形体の機械的強度向上との観点から、好ましくは1〜25質量%、より好ましくは3〜15質量%、さらに好ましくは3〜10質量%である。
ガラス繊維集束剤は、使用態様に応じて、水溶液、コロイダルディスパージョンの形態、乳化剤を用いたエマルジョンの形態等、いずれの形態に調製してもよいが、集束剤の分散安定性向上、耐熱性向上の観点から、水溶液であることが好ましい。
集束剤はガラス繊維100質量%に対し、シランカップリング剤、潤滑剤及び結束剤の合計質量として、好ましくは0.1〜3質量%、より好ましくは0.2〜2質量%、さらに好ましくは0.2〜1質量%付与する。ガラス繊維の集束性制御と界面接着強度向上の観点から、集束剤の付与量が、ガラス繊維100質量%に対し、シランカップリング剤、潤滑剤及び結束剤の合計質量として0.1質量%以上であることが好ましく、エアスプライサーによる繋ぎ糸の引張り破断強力向上と混繊工程における開繊性向上の観点から3質量%以下であることが好ましい。
連続強化繊維(A)の単糸数は、混繊工程における開繊性、及び取扱い性の観点から30〜15,000本であることが好ましい。
本実施形態の複合成形体を構成する熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に含まれる熱可塑性樹脂(B)は、通常、複合材料成形体に用いるものを使用することができる。熱可塑性樹脂(B)は、繊維状に加工できるといった観点から、結晶性樹脂であることが好ましい。
熱可塑性樹脂(B)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46等のポリアミド系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリオキシメチレン等のポリアセタール系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリエーテルケトン;ポリエーテルエーテルケトン;ポリエーテルスルフォン;ポリフェニレンサルファイド;熱可塑性ポリエーテルイミド;テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等の熱可塑性フッ素系樹脂、及びこれらを変性させた変性熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂を溶融紡糸して得られた連続繊維であることが好ましい。
これらの熱可塑性樹脂(B)の中でも、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリエーテルイミド、及び熱可塑性フッ素系樹脂が好ましく、機械的物性、汎用性の観点から、ポリオレフィン系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂がより好ましく、熱的物性の観点を加えると、ポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂がさらに好ましい。
また、繰り返し荷重負荷に対する耐久性の観点から、ポリアミド系樹脂がよりさらに好ましく、ポリアミド66を好適に用いることができる。
ポリエステル系樹脂とは、主鎖に−CO−O−(エステル)結合を有する高分子化合物を意味する。以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート等が挙げられる。
ポリエステル系樹脂は、ホモポリエステルであってもよく、また、共重合ポリエステルであってもよい。共重合ポリエステルの場合、ホモポリエステルに適宜第3成分を共重合させたものが好ましく、第3成分としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール等のジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカルボン酸成分等が挙げられる。また、バイオマス資源由来の原料を用いたポリエステル系樹脂を用いることもでき、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリ乳酸、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネートアジペート等の脂肪族ポリエステル系樹脂、ポリブチレンアジペートテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
ポリアミド系樹脂とは、主鎖に−CO−NH−(アミド)結合を有する高分子化合物を意味する。以下に限定されるものではないが、例えば、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド、ω−アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド、ジアミン及びジカルボン酸を縮合することで得られるポリアミド、並びにこれらの共重合物が挙げられる。
ポリアミド系樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
ω−アミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ラクタムの水による開環化合物であるω−アミノ脂肪酸が挙げられる。
ラクタム又はω−アミノカルボン酸はそれぞれ2種以上の単量体を併用して縮合させてもよい。
単量体としてのジアミン及びジカルボン酸はそれぞれ1種単独又は2種以上の併用により縮合させてもよい。
本実施形態における複合成形体を構成する熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)の素材の形態については、特に制限はなく、布帛状、熱可塑性樹脂が連続強化繊維に含浸したプリプレグ状、シート状、フィルム状、紛体状、粒状、ペレット状等が挙げられ、金型内での形状追従性、操作性、形状柔軟性の観点から、布帛状であることが好ましい。
例えば、織物は、シャトル織機、レピア織機、エアジェット織機、ウォータージェット織機等の製織機を用い、少なくとも一部に複合糸条を含んでいればよい。中でも、複合糸条を含む繊維を配列させた経糸に、緯糸を打ち込むことによって得ることが好ましい。
編物は、丸編み機、横編み機、トリコット編み機、ラッシェル編み機等の編み機を用い、少なくとも一部に複合糸条を含む繊維を編成することによって得られる。
不織布は、少なくとも一部に複合糸条を含む繊維をウェブと呼ばれるシート状の繊維集合体とした後、ニードルパンチ機、ステッチボンド機、柱状流機等の物理作用やエンボスロール等による熱作用や接着剤によって繊維同士を結合させることによって得られる。
その他の布帛の形態等については、適宜前記特許文献1に記載の方法を用いることができる。
熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)の素材として布帛状の形態のものを用いると、当該布帛状のものは、切断面が、板状の物に対して界面構造に凹凸を有しているため、射出充填された熱可塑性樹脂組成物との接合面に凹凸が生じ、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合面積が大きくなり、かつ熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)でアンカー効果が発現することによって、より高い接合強度が得られる傾向にある。
「熱可塑性樹脂連続繊維複合材料混繊糸」とは、本実施形態の複合成形体を構成する熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)の構成の一形態である。すなわち、「熱可塑性樹脂連続繊維複合材料混繊糸」は、連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)から構成されるもののうち、熱可塑性樹脂が「連続熱可塑性樹脂繊維」であって、連続強化繊維と該連続熱可塑性樹脂繊維を混繊したものである。
「連続熱可塑性樹脂繊維」とは、熱可塑性樹脂を繊維状にしたものであって、好適な例としてポリアミド繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。
例えば、連続強化繊維及び/又は連続熱可塑性樹脂繊維を静電気力や流体噴霧による圧力、ローラー等に押し付ける圧力等による外力によって開繊した後、連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)としての連続熱可塑性樹脂繊維を開繊したままの状態で合糸・引き揃える開繊合糸法;流体交絡(インターレース)法が挙げられる。
中でも、連続強化繊維(A)の損傷が抑制でき、開繊性に優れ、均一に混合可能であるという観点から、流体交絡法(インターレース)法が好ましい。流体交絡(インターレース)法としては、空気、窒素ガス及び水蒸気等の流体による渦流乱流帯域を糸軸とほぼ平行に2個又はそれ以上作り、該帯域に繊維を導いてループや捲縮を生じない程度の張力下で非嵩高性の糸条とする方法や、連続強化繊維(A)のみ開繊した後、又は連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)としての連続熱可塑性樹脂繊維共に開繊した後に流体交絡させる方法(開繊後流体交絡法)等が挙げられる。特に、熱可塑性樹脂(B)としての連続熱可塑性樹脂繊維に単独で熱加工を含む工程で仮撚加工を施した後、同一の装置で連続して、流体交絡法により混繊することが好ましい。
その他、混繊法の詳細については、適宜上記特許文献1に記載された方法を用いることができる。
本実施形態における複合成形体を構成する熱可塑性樹脂組成物(2)は、一般の射出成形に使用される熱可塑性樹脂組成物であれば特に制限なく用いることができる。
熱可塑性樹脂組成物(2)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミド系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン等の1種または2種以上を混合した組成物を用いることができる。
また、これらの熱可塑性樹脂組成物には、各種充填材が配合されていてもよい。
不連続強化材料としてガラス短繊維、長繊維を用いる場合には、連続強化繊維(A)と同様に集束剤を用いてもよく、集束剤としてはシランカップリング剤、潤滑剤及び結束剤を含むことが好ましい。
シランカップリング剤、潤滑剤、結束剤の種類に関しては、前述の連続強化繊維(A)の集束剤と同様のものが挙げられる。
具体的には、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を構成する熱可塑性樹脂(A)にポリアミド66繊維を用いた場合には、熱可塑性樹脂組成物(2)の樹脂材料は、ポリアミド66であることが好ましい。
本実施形態における複合成形体は、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と熱可塑性樹脂組成物(2)との接合部分の引張強度が、熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の0.35倍以上であり、好ましくは0.5倍以上、より好ましくは1.0倍以上である。
複合成形体が接合部分で破壊した場合は、熱可塑性樹脂組成物(2)のみによる成形体を切り出して引張強度を測定し、接合部分の引張強度と比較する。
複合成形体が熱可塑性樹脂組成物(2)の部分で破壊した場合は、接合部分の引張強度が熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の1.0倍以上であると判定する。
ここで、引張試験については、後述する〔実施例〕に示す方法に従って実施することができ、前記接合部分の引張強度、及び熱可塑性樹脂組成物の引張強度を測定することができる。
Lとtの関係が上記式を満たす場合、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合面積が大きくなり、かつ熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)でアンカー効果が発現し、より高い接合強度が得られる傾向にある。
ここで、界面の距離L及び複合成形体の厚みtについては、後述する〔実施例〕に示す方法に従って測定することができる。
本実施形態における複合成形体の製造方法について説明する。
本実施形態における複合成形体の製造方法は、
連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)と、を具備し、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)とが接合面を介して結合している複合成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を金型内で賦型する工程と、
前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程と、
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)を接合する工程と、
を含む、製造方法である。
例えば、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を構成する素材、好ましくは布帛状の素材を、所望の複合成形体に合わせて裁断し、製品厚みを考慮して、必要枚数積層させ、金型形状にあわせてセットする。この時、布帛状の素材を用いることにより、一般的な強化繊維に樹脂が含浸された従来の複合材料板に比して、金型に対して自由度を高くすることができ、複合成形体において高低差がある場合でも、形状自由度を高く成形することができる。さらに、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)として布帛状の素材を選択した場合、未溶融状態の端部は空隙を多く含むため、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)を接合する工程おいて、熱可塑性樹脂組成物(2)がその空隙部分に入り込み、接合面積が増えてアンカー効果も強くなるため、接合強度が向上する傾向にある。
熱可塑性樹脂連続繊維複合材料を構成する熱可塑性樹脂(B)の融点以下に温調した金型に素材をセットした後、金型を閉じて圧縮し、賦型する。
型締め圧力としては、特に限定はされないが、好ましくは1MPa以上、より好ましくは3MPa以上である。また、ガス抜き等をするために一端型締めをし、圧縮成形した後に一端金型の型締め圧力を解除してもよい。
熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を金型内にセットして金型を閉じた後、所定の時間後に熱可塑性樹脂組成物(2)を射出充填して成形し、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)とを接合することにより、ハイブリッド成形体である本実施形態の複合成形体を得ることができる。
なお、圧力が同等とは、必ずしも同一である必要はなく、±10MPa、好ましくは±5MPaの圧力差がある場合も含まれる。なお、ここで射出保圧力とは射出成形時の保持圧力のことである。
熱可塑性樹脂組成物(2)を射出充填する時の金型温度は、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を構成する熱可塑性樹脂(B)の融点+50℃以内又はガラス転移温度+50℃以内である。
ここで、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)の端面温度とは、射出充填される熱可塑性樹脂組成物と接する部分の温度である。
このように、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分の引張強度を熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の0.35倍以上とするためには、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と熱可塑性樹脂組成物(2)の接合後、融点以上の金型で圧縮成形することが有効である。
また、接合部分の引張強度を熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の0.5倍以上とするためには、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と熱可塑性樹脂組成物(2)の接合後、融点以上の金型で圧縮成形することに加えて、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に布帛状の素材を選択することが有効である。
さらに、接合部分の引張強度を熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の1.0倍以上とするためには、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と熱可塑性樹脂組成物(2)の接合後、融点以上の金型で圧縮成形すること、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に布帛状の素材を選択することに加えて、プレス圧力と射出圧力または射出保圧力を同等にし、さらに、射出保圧時間を長く、例えば5秒以上、好ましくは10秒以上、より好ましくは、金型温度が前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に含まれる熱可塑性樹脂(B)および熱可塑性樹脂組成物(2)の固化点以下になるまでの間の時間保持することが有効である。
試験片の接合面部分を研磨し、デジタルマイクロスコープ(商品名「VHX1000」 キーエンス社製)を使用して図3に示すように断面の観察を行った。次いで、図4に示すように熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)の接合面における界面の距離Lと、複合成形体(3)の厚みtを測定した。熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と熱可塑性樹脂組成物(2)に含まれる樹脂が同色で界面の判断が難しい場合、画像処理ソフトを使用して2値化を行うことで接合面における界面を明確に判断した。
試験片を長手方向に50mmの間隔でチャッキングし、万能試験機( 商品名「インストロン5581」、インストロン社製)にて、速度5mm/min、23℃50%RH環境下で引張強度を測定した。
下記集束剤aを1.0質量%付着させた、繊度685dtexで単糸数400本のガラス繊維を連続強化繊維(A)として用いた。
(集束剤aの組成(固形分換算)):
・シランカップリング剤:γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%〔商品名:KBE−903(信越化学工業(株)製)〕
・潤滑剤:ワックス0.1質量%〔商品名:カルナウバワックス((株)加藤洋行製)〕
・結束剤:アクリル酸/マレイン酸共重合体塩5質量%〔商品名:アクアリックTL(日本触媒(株)製)〕
・流体交絡ノズル:京セラ KC−AJI−L(1.5mm径、推進型)
・空気圧:2kg/cm2(実施例1)
・加工速度:30m/分
製織時に毛羽やフィブリル状物の発生はなく、織機にも糸くずや毛玉の付着は観察されず製織性は良好であった。
ハイブリッド成形体としては、図1に示す平板の複合成形体(縦250mm、横250mm、肉厚2.0mm)を、下記の手順に従って製造した。
図1の複合成形体1は、熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)からなる圧縮成形部分2と、熱可塑性樹脂組成物(2)からなる射出成形部分3とから構成されている。
図2(A)〜(D)に、圧縮成形工程、及び射出成形工程を含む、複合成形体の製造工程を示す。
成形機は、最大型締め力300トンの東芝機械製(S100V−8A)を用いた。
(布帛の賦型工程):図2(A)に示すように、150℃に加熱した金型を開き、上記所望の形状に裁断した布帛を7枚、金型内の所定の位置にセットし、次いで型締め力90tで型締めし、賦型した。
(射出充填・接合・圧縮成形工程):前記型締め後、金型の温度を255℃まで昇温した状態で、図2(B)に示すように、短繊維GF33%含有のポリアミド66樹脂[商品名:レオナ(登録商標)14G33]の樹脂組成物を、シリンダー設定温度290℃、射出圧力20MPa、射出速度50mm/secで射出充填し、射出保圧力10MPaをかけた。射出成形工程が終了後、金型の温度を熱可塑性樹脂(B)の融点以上である300℃まで昇温後、3分間保持することにより、圧縮成形を行った。
(冷却工程):次いで、金型を150℃に冷却し、冷却固化を行った。
(離型工程):図2(C)に示すように、前記金型を開放し、図2(D)に示すように、図1の形状の平板の複合成形品を取り出した。
接合部分の引張強度は、熱可塑性樹脂(2)の引張強度の約0.55倍であった。
実施例1と同じ織物(布帛:熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)の素材)を用いて、ハイブリッド成形体を製造した。
ハイブリッド成形体としては、図1に示す平板の複合成形体(縦250mm、横250mm、肉厚2.0mm)を、下記の手順に従って製造した。
(布帛の賦型工程):図2(A)に示すように、150℃に加熱した金型を開き、上記所望の形状に裁断した布帛を7枚、金型内の所定の位置にセットし、次いで型締め力65tで型締めし、賦型した。
(射出充填・接合・圧縮成形工程):前記型締め後、金型の温度を255℃まで昇温した状態で、図2(B)に示すように、短繊維GF33%含有のポリアミド66樹脂[商品名:レオナ(登録商標)14G33]の樹脂組成物を、シリンダー設定温度290℃、射出圧力20MPa、射出速度50mm/secで射出充填し、射出保圧力20MPaをかけた。射出充填工程が終了後、金型の温度を熱可塑性樹脂(B)の融点以上である300℃まで昇温し、3分間保持することにより、圧縮成形を行った。
(冷却工程):次いで、金型を150℃に冷却し、冷却固化を行った。熱可塑性樹脂(B)の固化温度以下である200℃まで射出保圧力を20MPaに保持した。
(離型工程):前記金型を開放し、実施例1と同様の平板の複合成形品を取り出した。
引張試験の破壊界面は、熱可塑性樹脂組成物(2)からなる射出成形部分(図1の符号3の部分)で発生し、圧縮成形部分2と射出成形部分3との接合部分の強度は、熱可塑性樹脂組成物の強度の1.0倍以上であることが分かった。同様に他の試験片についても破壊は全て熱可塑性樹脂組成物部分(図1の符号3の部分)で発生した。
実施例1と同じ織物(布帛:熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)の素材)を用いて、ハイブリッド成形体を製造した。
ハイブリッド成形体としては、図1に示す平板の複合成形体(縦250mm、横250mm、肉厚2.0mm)を、下記の手順に従って製造した。
(布帛の賦型工程):図2(A)に示すように、300℃に加熱した金型を開き、上記所望の形状に裁断した布帛を7枚、金型内の所定の位置にセットし、次いで型締め力90tで型締めし、賦型した。
(射出充填・接合・圧縮成形工程):前記型締め後、短繊維GF33%含有のポリアミド66樹脂[商品名:レオナ(登録商標)14G33]の樹脂組成物を、シリンダー設定温度290℃、射出圧力20MPa、射出速度50mm/secで射出充填し、射出保圧力10MPaをかけた。射出成形工程が終了後、金型の温度を熱可塑性樹脂(B)の融点以上である300℃まで昇温し、3分間保持することにより、圧縮成形を行った。
(冷却工程):次いで、金型を150℃に冷却し、冷却固化を行った。
(離型工程):前記金型を開放し、実施例1及び2と同様の平板の複合成形品を取り出した。
接合部分の引張強度は、熱可塑性樹脂(2)の引張強度の約0.50倍であった。
下記集束剤aを1.0質量%付着させた、繊度685dtexで単糸数400本のガラス繊維を連続強化繊維(A)として用いた。
(集束剤aの組成(固形分換算)):
・シランカップリング剤:γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.6質量%〔商品名:KBE−903(信越化学工業(株)製)〕
・潤滑剤:ワックス0.1質量%〔商品名:カルナウバワックス((株)加藤洋行製)〕
・結束剤:アクリル酸/マレイン酸共重合体塩5質量%〔商品名:アクアリックTL(日本触媒(株)製)〕
・流体交絡ノズル:京セラ KC−AJI−L(1.5mm径、推進型)
・空気圧:2kg/cm2(実施例1)
・加工速度:30m/分
製織時に毛羽やフィブリル状物の発生はなく、織機にも糸くずや毛玉の付着は観察されず製織性は良好であった。
布帛7枚を厚み2.0mmの型枠を付けた鉄板二枚に挟み、次いで300℃に加熱した圧縮成形機に入れて圧縮力5MPaで10分間加熱した後に冷却版に移し替え、5分間冷却し、板状のプリプレグを作製した。
ハイブリッド成形体としては、図1に示す平板の複合成形体(縦250mm、横250mm、肉厚2.0mm)を、下記の手順に従って製造した。
(プリプレグ材料予備加熱工程):プリプレグ材料をヘレウス社製の短波長赤外線ヒーターで300℃に予備加熱した。
(布帛の賦型工程):図2(A)に示すように、300℃に加熱した金型を開き、上記所望の形状に裁断し、予備加熱したプリプレグ材料を金型内の所定の位置にセットし、次いで型締め力90tで型締めし、賦型した。
(射出充填・接合・圧縮成形工程):前記型締め後、図2(B)に示すように、短繊維GF33%含有のポリアミド66樹脂[商品名:レオナ(登録商標)14G33]の樹脂組成物を、シリンダー設定温度290℃、射出圧力20MPa、射出速度50mm/secで射出充填し、射出保圧力10MPaをかけた。射出成形工程が終了後、3分間保持することにより、圧縮成形を行った。
(冷却工程):次いで、金型を150℃に冷却し、冷却固化を行った。
(離型工程):前記金型を開放し、実施例1と同様の平板の複合成形品を取り出した。
接合部分の引張強度は、熱可塑性樹脂(2)の引張強度の約0.36倍であった。
実施例4と同様のプリプレグ材料を用いて、ハイブリッド成形体を製造した。
ハイブリッド成形体としては、図1に示す平板の複合成形体(縦250mm、横250mm、肉厚2.0mm)を、下記の手順に従って製造した。
(プリプレグ材料予備加熱工程):プリプレグ材料をヘレウス社製の短波長赤外線ヒーターで300℃に予備加熱した。
(布帛の賦型工程):150℃に加熱した金型を開き、上記所望の形状に裁断し、予備加熱したプリプレグ材料を金型内の所定の位置にセットし、次いで型締め力90tで型締めし、賦型した。
(射出充填・接合・圧縮成形工程):前記型締め後、短繊維GF33%含有のポリアミド66樹脂[商品名:レオナ(登録商標)14G33]の樹脂組成物を、シリンダー設定温度290℃、射出圧力20MPa、射出速度50mm/secで射出充填し、射出保圧力10MPaをかけた。射出成形工程が終了後、3分間保持することにより、圧縮成形を行った。
(冷却工程):次いで、金型を100℃に冷却し、冷却固化を行った。
(離型工程):前記金型を開放し、実施例1と同様の平板の複合成形品を取り出した。
接合部分の引張強度は、熱可塑性樹脂(2)の引張強度の約0.15倍であった。
実施例4と同様のプリプレグ材料を用いて、ハイブリッド成形体を製造した。
ハイブリッド成形体としては、図1に示す平板の複合成形体(縦250mm、横250mm、肉厚2.0mm)を、下記の手順に従って製造した。
(プリプレグ材料予備加熱工程):プリプレグ材料をヘレウス社製の短波長赤外線ヒーターで300℃に予備加熱した。
(布帛の賦型工程):200℃に加熱した金型を開き、上記所望の形状に裁断し、予備加熱したプリプレグ材料を金型内の所定の位置にセットし、次いで型締め力90tで型締めし、賦型した。
(射出充填・接合・圧縮成形工程):前記型締め後、短繊維GF33%含有のポリアミド66樹脂[商品名:レオナ(登録商標)14G33]の樹脂組成物を、シリンダー設定温度290℃、射出圧力20MPa、射出速度50mm/secで射出充填し、射出保圧力10MPaをかけた。射出成形工程が終了後、3分間保持することにより、圧縮成形を行った。
(冷却工程):次いで、金型を100℃に冷却し、冷却固化を行った。
(離型工程):前記金型を開放し、実施例1と同様の平板の複合成形品を取り出した。
接合部分の引張強度は、熱可塑性樹脂(2)の引張強度の約0.23倍であった。
上記実施例1〜4及び比較例1〜2の結果を、以下の表1に纏めた。
本出願は、2015年10月29日に日本国特許庁へ出願された日本特許出願(特願2015−213407号及び特願2015−213408号)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
2 熱可塑性樹脂連続繊維複合材料からなる圧縮成形部分
3 熱可塑性樹脂組成物からなる射出成形部分
Claims (24)
- 連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)と、を具備し、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)とが接合面を介して結合している複合成形体(3)であって、
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分の引張強度が、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の0.35倍以上である、複合成形体。 - 前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分の引張強度が、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の0.5倍以上である、請求項1に記載の複合成形体。
- 前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分の引張強度が、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の引張強度の1.0倍以上である、請求項1又は2に記載の複合成形体。
- 前記熱可塑性樹脂組成物(2)が、不連続強化材料を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の複合成形体。
- 前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分は、互いに混じり合った凹凸構造である、請求項1〜4のいずれか1項記載の複合成形体。
- 前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合面における界面の距離Lと、前記複合成形体(3)の厚みtの間に、L>1.8tの関係が成り立つ、請求項5に記載の複合成形体。
- 前記Lと前記tの間に、L>2.0tの関係が成り立つ、請求項5又は6に記載の複合成形体。
- 前記界面は、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に含まれる連続強化繊維(A)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)に含まれる不連続強化材料により形成される界面である、請求項6又は7に記載の複合成形体。
- 連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)と、を具備し、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)とが接合面を介して結合している複合成形体(3)であって、
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分は、互いに混じり合った凹凸構造である、複合成形体。 - 前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合面における界面の距離Lと、複合成形体(3)の厚みtの間に、L>1.8tの関係が成り立つ、請求項9に記載の複合成形体。
- 前記Lと前記tの間に、L>2.0tの関係が成り立つ、請求項9又は10に記載の複合成形体。
- 前記界面は、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)に含まれる連続強化繊維(A)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)に含まれる不連続強化材料により形成される界面である、請求項10又は11に記載の複合成形体。
- 前記連続強化繊維(A)が、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリベンザゾール系繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、金属繊維、及びセラミック繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の複合成形体。
- 前記熱可塑性樹脂(B)が、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリエーテルイミド、及び熱可塑性フッ素系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の複合成形体。
- 前記熱可塑性樹脂(B)が、熱可塑性樹脂繊維である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の複合成形体。
- 前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)の素材が布帛状である、請求項1〜15のいずれか1項に記載の複合成形体。
- 連続強化繊維(A)と熱可塑性樹脂(B)を含む熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、熱可塑性樹脂組成物(2)と、を具備し、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)とが接合面を介して結合している複合成形体の製造方法であって、
熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を金型内で賦型する工程と、
前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程と、
前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)を接合する工程と、
を含む、複合成形体の製造方法。 - 前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程の後に、
前記熱可塑性樹脂(B)の融点以上の金型内で、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)及び前記熱可塑性樹脂組成物(2)を圧縮成形する工程と、
をさらに含む、請求項17に記載の複合成形体の製造方法。 - 前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程における金型温度が熱可塑性樹脂(B)の融点以下である、前記17又は18に記載の複合成形体の製造方法。
- 熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を金型内で賦型する工程の後に、
前記熱可塑性樹脂(B)の融点以上の金型内で、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)を圧縮成形する工程、
をさらに含む、請求項17に記載の複合成形体の製造方法。 - 前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填する工程において、前記金型が前記熱可塑性樹脂(B)の融点以上である時に射出充填する、請求項20に記載の複合成形体の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)と、前記熱可塑性樹脂組成物(2)の接合部分は、互いに混じり合った凹凸構造である、前記17〜21のいずれか1項に記載の複合成形体の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填・保圧するときの射出圧力または射出保圧力と、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)及び前記熱可塑性樹脂組成物(2)を圧縮成形するときのプレス圧力が同等である、前記17〜22のいずれか1項に記載の複合成形体の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物(2)を金型内に射出充填後、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)及び前記熱可塑性樹脂組成物(2)の固化点−10℃以下まで、前記熱可塑性樹脂連続繊維複合材料(1)及び前記熱可塑性樹脂組成物(2)を圧縮成形するときのプレス圧力と同等の射出保圧力をかけ続ける、前記17〜23のいずれか1項に記載の複合成形体の製造方法。
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