JPWO2018088471A1 - 炭素繊維強化樹脂押出材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(数1)
Re=(V*a*ρ)/μ
ペレットまたは線材をサンプルとして約5gを切り出し、エアパージしながら酸化減量しない温度である500℃に加熱することにより、マトリックス樹脂を熱分解し、炭素繊維を分別した。デジタルマイクロスコープにより無作為に各200本選び出し、その長さを1μm単位まで測定し、繊維長分布曲線を作成し、平均繊維長を求めた。
A法)原料ペレット、およびそれを用いて得られた線材について、原料ペレット破断面、線材F表面、線材F破断面をハイロックス社製デジタルマイクロスコープ 形式HI-SCOPE Advanced KH-3000により観察し、線材F中の炭素繊維の配向が一方向で角度が0〜7°であることを確認した。また、原料ペレット中の強化炭素繊維がランダムに配向している事を確認した。
B法)線材FのX線回折像を解析する方法で、強化短炭素繊維のおおよその配向性を確認した。
JISK7162:1994
試験片:JISK71621B形
試験速度:5mm/min
室温:23℃
JISK7111−1:2012
試験片:JISK7111−1/1eA
支持台間距離:62mm
公称振り子エネルギー(ひょう量):100J
室温:23℃
(株)島津製作所製万能引張試験機(型式:AG-20kNXDplus)を用いて、試験速度:10mm/min、 チャック間距離:70mm、室温:23℃で、線材の引張荷重を測定し、線径から推定される断面積当たりの線材試料の引張強さを算出した。
JIS K 7171:2008
試験片:縦80mmx横100mmx厚さ3mmのシートから幅25mmに切り出し、試験片とした。該試験片について、3点曲げ治具を設置した万能試験機を用い、支点間距離48mm、クロスヘッドスピード 2mm/分の条件で、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
C・・・炭素繊維
P・・・樹脂
X・・・線材長軸方向
1〜4・・・吐出ノズル
1a、2a・・・円形孔
3a・・・線形孔
4a・・・円形孔
4b・・・スリット型吐出口
Claims (9)
- 平均繊維長が0.05〜3mmの強化用短繊維である炭素繊維を10〜50w/w%、樹脂を50〜90w/w%含み、押出方向に対する前記炭素繊維の配向角を0〜7°とする炭素繊維強化樹脂製押出材。
- 前記樹脂がポリアミド(PA)系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合(ABS)系樹脂、ポリカーボネート(PC)系樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)系樹脂、ポリプロピレン(PP)系樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)系樹脂、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)系樹脂である請求項1に記載の炭素繊維強化樹脂製押出材。
- 前記ポリアミド系樹脂がナイロン6、ナイロン610、ナイロン612から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項2に記載の炭素繊維強化樹脂製押出材。
- 前記押出材が線材である請求項1ないし3いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂製押出材。
- 請求項4に記載の炭素繊維強化樹脂製押出材である線材を含むシート材。
- 強化用短繊維である炭素繊維を10〜50w/w%含み、該炭素繊維がランダムに配向した繊維強化樹脂のペレットまたは炭素繊維強化樹脂の破砕材を溶融押出機に投入し、スクリュー回転数10〜100r.p.m.で押出材を溶融押し出しすることにより、平均繊維長が0.05〜3mmの炭素繊維を、10〜50w/w%含む強化用短繊維が押出方向に配向する押出材を押し出す溶融押出工程と、
前記溶融押出した押出材を冷却固化する冷却固化工程と、
を備え、
前記冷却固化された押出材が、線材またはシート材であり、平均繊維長が0.05〜3mmの強化用短繊維である炭素繊維を10〜50w/w%、樹脂を50〜90w/w%含み、押出方向に対する前記炭素繊維の配向角を0〜7°とすることを特徴とする炭素繊維強化樹脂製押出材の製造方法。 - 前記溶融押出工程において、溶融樹脂のレイノルズ数Reが10-6〜10、さらに好ましくは10-5〜1の範囲内で溶融押出しする請求項6に記載の炭素繊維強化樹脂製押出材の製造方法。
- 前記冷却固化された押出材が線材またはシート材であり、当該線材またはシート材をプレス機に敷き詰め、熱プレスにより、シート材に形成するシート材成形工程を備える請求項6又は7に記載の炭素繊維強化樹脂製押出材の製造方法。
- 前記ペレットが、ポリアミド(PA)系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合(ABS)系樹脂、ポリカーボネート(PC)系樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)系樹脂、ポリプロピレン(PP)系樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)系樹脂、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)系樹脂を炭素繊維で充填し強化した炭素繊維強化樹脂を破砕し、溶融温度200〜320℃で、セミフライト型又はフルフライト型スクリューを有する溶融押出機に投入し押出材を押し出し、該押出材を切断することにより製造されるぺレット成形工程を備えた請求項6ないし8いずれかに記載の炭素繊維強化樹脂製押出材の製造方法。
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