JPWO2019107248A1 - 複合材料及びその製造方法 - Google Patents
複合材料及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2019107248A1 JPWO2019107248A1 JP2019557185A JP2019557185A JPWO2019107248A1 JP WO2019107248 A1 JPWO2019107248 A1 JP WO2019107248A1 JP 2019557185 A JP2019557185 A JP 2019557185A JP 2019557185 A JP2019557185 A JP 2019557185A JP WO2019107248 A1 JPWO2019107248 A1 JP WO2019107248A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fiber
- composite material
- less
- carbon
- fiber bundle
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
- B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
- B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
-
- 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
- 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
- B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
-
- 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
- B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
-
- 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
- B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
-
- 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
- C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
- C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
- B29K2101/12—Thermoplastic materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
- B29K2307/04—Carbon
-
- 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
- C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2377/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Description
特許文献1には、強化繊維として、単糸本数が2000本以上含まれるガラス繊維束に熱可塑性樹脂を供給し、予め含浸させた含浸繊維束を所定長にカットし、さらに加熱溶融、冷却させて製造した複合材料が記載されている。
特許文献2には、未含浸状態の複数のチョップドセミプリプレグシート材を一体化して実質的に形成されている擬似等方補強シート材が記載されている。
特許文献3には、ラージトウ炭素繊維を開繊して分繊した後にカットし、より高い力学特性の発現とその力学特性のばらつきのさらなる低減させた複合材料が記載されている。
特許文献2に記載の疑似等方補強シートを用いた場合、炭素繊維束を構成する単糸の集束本数が多すぎるため、強化繊維集合体が備える反力が低すぎる。特許文献2に記載の疑似等方補強シートは、熱可塑性樹脂を高速含浸させるため、疑似等方補強シートそのものの厚みを薄く設計しており、成形体の製造には疑似等方補強シートを何層も積層する必要が生じてしまい、生産性が良いとはいえない。
特許文献3に記載の材料では、特許文献1と同様、繊維束のみしか存在しておらず、炭素繊維集合体が備える反力が低すぎるため、熱可塑性樹脂を高速で含浸させるには適さない。更に、炭素繊維束の分繊時に、未分繊処理区間が存在しており、未分繊処理区間に起因する結合束集合体と呼ばれる巨大な繊維束が含まれている。このため、結合束集合体そのものが欠陥の原因となるたけでなく、熱可塑性樹脂を炭素繊維束に含浸させようとすると、炭素繊維束の大きさムラに起因する、炭素繊維集合体が備える反力のムラが発生してしまうことがある。このため、炭素繊維集合体が備える反力が適正な部分は含浸するものの、小さい場所は含浸し難い。更には、反力が大きすぎる部分が混在すると、含浸工程で加圧した際に、均一に加圧することができず、複合材料内部で炭素繊維と熱可塑性樹脂が意図せず面内方向に動いてしまい、複合材料の炭素繊維体積割合や炭素繊維配向にムラが生じる。例えば等方性のある複合材料を製造しようとしても、等方性に乱れが生じてしまう。
本発明でいう炭素繊維集合体の反力が低すぎると、熱可塑性樹脂の高速含浸ができず、得られる複合材料は未含浸繊維束が多くなり、その結果、強度が低下し、また強度ムラも発生してしまう。
炭素繊維Aの繊維長は5mm以上100mm以下であり、
炭素繊維Aに対して炭素繊維束A1は80vol%以上100vol%未満であり、
複合材料に含まれるマトリクス樹脂を除去して取出した炭素繊維集合体を、厚みTfに圧縮したときの反力Pが、0.05MPa以上1.00MPa以下である、
複合材料。
ただし、
Li:炭素繊維束の繊維長(mm)
Di:炭素繊維束を構成する炭素繊維の単糸直径(mm)
Ni:炭素繊維束に含まれる単糸の繊維数(本数)
Tf:(炭素繊維集合体の目付÷炭素繊維密度)×3(mm)
2. 反力Pの変動係数が20%以下である、前記1に記載の複合材料。
3. 炭素繊維Aは炭素繊維A2を含み、
炭素繊維A2は、Li/(Ni×Di2)が3.3×103超の炭素繊維であって、炭素繊維Aに対して、0vol%超20vol%未満である、
前記1又は2に記載の複合材料。
4. Li/(Ni×Di2)が6.7×101未満の炭素繊維A3が、炭素繊維Aに対して5vol%以下である、前記1乃至3いずれか1項に記載の複合材料。
5. LA1/(NA1×DA1 2)が1.0×102以上3.3×103以下である、前記1乃至4いずれか1項に記載の複合材料。ただし、
LA1:炭素繊維束A1の重量平均繊維長(mm)
NA1:炭素繊維束A1に含まれる単糸の平均繊維数(本数)
DA1:炭素繊維束A1を構成する炭素繊維の単糸直径(mm)
6. 取出した炭素繊維集合体の目付が、100g/m2以上3000g/m2未満である、前記1乃至5いずれか1項に記載の複合材料。
7. 炭素繊維束A1の平均束幅WA1が0.1mm以上2.0mm以下、平均束厚みTA1が20μm以上95μm以下である、前記1乃至6いずれか1項に記載の複合材料。
8. 繊維長5mm以上100mm以下の炭素繊維Aと熱可塑性樹脂を含む複合組成物を、圧縮含浸装置を用いて含浸処理する、複合材料の製造方法であって、
炭素繊維Aは、Li/(Ni×Di2)が6.7×101以上3.3×103以下の炭素繊維束A1を含み、
炭素繊維Aに対して炭素繊維束A1は80vol%以上100vol%未満であり、
複合材料に含まれる熱可塑性樹脂を除去して取出した炭素繊維集合体を、厚みTfに圧縮したときの反力Pが、0.05MPa以上1.00MPa以下である、
複合材料の製造方法。
ただし、
Li:炭素繊維束の繊維長(mm)
Di:炭素繊維束を構成する炭素繊維の単糸直径(mm)
Ni:炭素繊維束に含まれる単糸の繊維数(本数)
Tf:(炭素繊維集合体の目付÷炭素繊維密度)×3(mm)
9. 圧縮含浸装置における最狭クリアランスが、複合材料の理論厚みTmに対して、0.9×Tm以上1.5×Tm以下である、前記8に記載の複合材料の製造方法。
本発明に用いられる炭素繊維としては、一般的にポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、石油・石炭ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、などが知られているが、本発明においてはこれらのいずれの炭素繊維であっても好適に用いることができる。なかでも、本発明においては引張強度に優れる点でポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維を用いることが好ましい。
本発明に用いられる炭素繊維は、表面にサイジング剤が付着しているものであってもよい。サイジング剤が付着している炭素繊維を用いる場合、当該サイジング剤の種類は、炭素繊維及びマトリクス樹脂の種類に応じて適宜選択することができるものであり、特に限定されるものではない。
本発明における複合材料は、炭素繊維束の剛直性を向上させ、炭素繊維集合体の反力Pを適性な範囲に調整するために、炭素繊維束形態固定剤(以下、単に固定剤と呼ぶ場合がある)を用いて炭素繊維束を固定しても良い。
固定剤を塗布する工程は、製造工程中であれば特に限定されるものではないが、好ましくは炭素繊維束を拡幅処理した後に塗布することが好ましい。
本発明に用いられる固定剤の種類は、炭素繊維束を固定できるものであれば特に限定されるものではないが、好ましくは、常温で固体のもの、より好ましくは樹脂、さらに好ましくは熱可塑性樹脂である。固定剤は1種類のみであってもよく、2種類以上であってもよい。
固定剤として熱可塑性樹脂を使用する場合は、固定炭素繊維束を製造する環境に応じて所望の軟化点を有するものを適宜選択して用いることができる。軟化点の範囲に限定はないが、好ましい軟化点の下限値としては、60℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは80℃以上である。固定剤の軟化点を60℃以上とすることで、固定剤は夏季の高温時の使用環境においても、室温で固体であり取扱性に優れるため好ましい。一方、上限値としては、250℃以下、より好ましくは180℃以下、更に好ましくは150℃以下、より一層好ましくは125℃以下である。固定剤の軟化点を250℃以下とすることで、簡単な加熱装置で十分加熱することができ、冷却して固化するのが容易であるため炭素繊維束を固定化するまでの時間が早くなり好ましい。固定剤として熱可塑性樹脂を使用する場合は、複合材料に含まれる熱可塑性のマトリクスと馴染み易いものが好ましい。
本発明に用いられる炭素繊維の単糸(一般的に、単糸はフィラメントと呼ぶ場合がある)の繊維直径は、炭素繊維の種類に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。平均繊維直径は、通常、3μm〜50μmの範囲内であることが好ましく、4μm〜12μmの範囲内であることがより好ましく、5μm〜8μmの範囲内であることがさらに好ましい。炭素繊維の繊維直径とは、炭素繊維が繊維束状である場合は、繊維束の径ではなく、繊維束を構成する炭素繊維(単糸)の直径を指す。炭素繊維の平均繊維直径は、例えば、JIS R−7607:2000に記載された方法によって測定することができる。
本発明で用いる炭素繊維は、繊維長が5mm以上100mm以下の炭素繊維Aを含む。本発明における複合材料に含まれる炭素繊維Aの体積割合は、本発明の複合材料に含まれる炭素繊維全体に対して50〜100vol%であることが好ましく、70〜100vol%であることがより好ましい。
本発明における炭素繊維Aは、Li/(Ni×Di2)が6.7×101以上3.3×103以下を満たす炭素繊維束A1を含む。
本発明に用いられる炭素繊維Aの繊維長は5mm以上100mm以下である。換言すると、複合材料に含まれている5mm以上100mm以下の繊維長の炭素繊維を、炭素繊維Aと定義する。
本発明に用いられる炭素繊維Aの重量平均繊維長に特に限定は無いが、5mm以上100mm以下であれば好ましい。炭素繊維Aの重量平均繊維長は、5mm以上80mm以下であることがより好ましく、5mm以上60mm以下であることがさらに好ましい。炭素繊維Aの重量平均繊維長が100mm以下の場合、複合材料のプレス成形時の流動性が向上し、所望の成形体形状を得やすい。一方、重量平均繊維長が5mm以上の場合、複合材料の機械強度が向上しやすい。本発明に用いられる炭素繊維は、繊維長が互いに異なる炭素繊維Aを併用してもよく、繊維長分布は単一のピークを有するものであってもよく、あるいは複数のピークを有するものであってもよい。
本発明において、Li/(Ni×Di2)が6.7×101以上3.3×103以下のものを炭素繊維束A1と定義する。Li/(Ni×Di2)は、炭素繊維束のアスペクト比を示す。
なお、通常アスペクト比とは、繊維1本に着目したときの、直径に対する長さの比を示すが、本発明においては繊維直径を2乗することで、繊維束の断面積を考慮した(厚みと幅の両方を考慮した)アスペクト比としている。Li/(Ni×Di2)の値が大きい程、炭素繊維束は細長いことに示し、反対に、Li/(Ni×Di2)の値が小さい程、炭素繊維束は太く短いことを示している。Liは個々の炭素繊維束の繊維長であり、Niは個々の炭素繊維束に含まれる単糸の繊維数(本数)である。炭素繊維束A1の繊維長が一定長である場合には、炭素繊維束A1に含まれる繊維数が最大となるとき、炭素繊維束A1のアスペクト比は最小となる。
通常、アスペクト比が大きい方が複合材料の強度は高く、Li/(Ni×Di2)が6.7×101以上の炭素繊維束A1を複合材料に含んでいると、複合材料は高強度を示す。ただし、アスペクト比が大きすぎる場合はプレス成形時の流動性が低下することがあり、Li/(Ni×Di2)が3.3×103以下の炭素繊維束A1を含んでいると、流動性の低下を抑制できる。
本発明における炭素繊維束A1のLA1/(NA1×DA1 2)は1.0×102以上3.3×103以下であることが好ましい。
ただし、
LA1:炭素繊維束A1の重量平均繊維長(mm)
NA1:炭素繊維束A1に含まれる単糸の平均繊維数(本数)
DA1:炭素繊維束A1を構成する炭素繊維の単糸直径(mm)
である。
炭素繊維束A1のアスペクト比は前述した、複合材料の強度、プレス成形時の流動性に加えて、炭素繊維集合体の反力Pにも影響する。炭素繊維束A1のLA1/(NA1×DA1 2)の値が3.3×103を超える場合、同じ炭素繊維体積割合で比べると、相対的に炭素繊維束の数が多くなるため、炭素繊維集合体が密な状態となり、炭素繊維集合体の反力Pが大きくなりすぎてしまう。反力Pに関しては後述する。反対に、LA1/(NA1×DA1 2)の値が1.0×102未満の場合、相対的に炭素繊維束の数が少なくなるため、炭素繊維集合体が疎な状態となり、反力Pが小さくなりすぎてしまう。
LA1/(NA1×DA1 2)の上限は2.0×103以下が望ましく、1.2×103以下が好ましく、9.0×102以下がより好ましく、8.5×102以下が更に好ましい。好ましいLA1/(NA1×DA1 2)の下限は1.3×102以上が望ましく、1.6×102以上が好ましく、3.2×102以上がより好ましく、4.0×102以上が更に好ましい。
本発明において、炭素繊維束A1は、炭素繊維Aに対して80vol%以上であり、好ましくは90vol%以上、より好ましくは95vol%以上である。換言すると、本発明における炭素繊維束A1以外の炭素繊維Aは20vol%未満であり、好ましくは10vol%未満であり、更に好ましくは5vol%未満である。炭素繊維Aに含まれる炭素繊維束A1の割合が増加すれば、後述する炭素繊維A2や炭素繊維A3の割合が減少することになる。
炭素繊維束A1は、炭素繊維Aに対して80vol%未満であると、炭素繊維集合体の反力Pが高くなりすぎる。反力Pについては後述する。炭素繊維束A1が、炭素繊維Aに対して100vol%であると、炭素繊維集合体の反力Pが低くなりすぎる。
なお、Li/(Ni×Di2)の値が6.7×101未満のものや、3.3×103超の炭素繊維Aは、本発明において炭素繊維束A1ではない炭素繊維Aである。
本発明における炭素繊維Aは、Li/(Ni×Di2)が3.3×103超である炭素繊維A2を0vol%超20vol%未満含んでいても良い。炭素繊維A2はLi/(Ni×Di2)が3.3×103超であるため、アスペクト比が大きい炭素繊維であり、炭素繊維集合体の反力Pを向上させるために少量含んでいることが好ましい。炭素繊維A2を含む場合、炭素繊維集合体の緻密性が向上し、この結果炭素繊維集合体の反力Pを上昇させ、炭素繊維への熱可塑性のマトリクス樹脂の含浸を促進することができる。
ただし、炭素繊維A2の含有量が多すぎる場合、炭素繊維集合体の緻密性が高くなりすぎ、反力Pが大きくなりすぎて、熱可塑性樹脂が含浸しにくくなり、複合材料や成形体の強度も低下することがある。
なお、炭素繊維A2について、重量平均繊維長、単糸直径、平均繊維数は以下のように定義できる。炭素繊維A2が完全にモノフィラメント状になっている場合、NA2aveは1本となる。
LA2:炭素繊維A2の重量平均繊維長(mm)
DA2:炭素繊維A2を構成する炭素繊維の単糸直径(mm)
NA2ave:炭素繊維A2に含まれる平均繊維数(本数)
炭素繊維束A1以外の炭素繊維Aは、炭素繊維A2であることが好ましいが、Li/(Ni×Di2)が6.7×101未満の炭素繊維A3が、炭素繊維Aに対して5vol%以下であることが好ましい。炭素繊維A3は炭素繊維Aに対して、5vol%以下で混入していても問題は少ないものの、3vol%以下であればより好ましく、1vol%以下であれば更に好ましい。最も好ましくは、Li/(Ni×Di2)が6.7×101未満の炭素繊維A3が複合材料又は成形体に含まれていないことである。
炭素繊維A3はアスペクト比が小さく、存在することで、炭素繊維集合体中で相対的に炭素繊維束の数を少なくする作用があるため、炭素繊維Aに対して5vol%を超えて含まれると、炭素繊維集合体の反力Pが小さくなり過ぎることがある。
特に、特許文献3に記載のような、炭素繊維束を全く分繊していない、結合束集合体が存在すると、その周囲には樹脂ポケットが増加することによる複合材料の破壊の起点になるし、未含浸部が表面に浮き出た場合には外観が極めて悪化する。熱硬化性のマトリクスを用いた場合には含浸が容易であるが、熱可塑性のマトリクス樹脂を用いた場合に、本課題は顕著となる。
更に、特許文献3に記載の発明では、炭素繊維束の分繊時に、未分繊処理区間が存在しており、未分繊処理区間に起因する結合束集合体と呼ばれる巨大な繊維束が含まれている。このため、結合束集合体そのものが欠陥の原因となるたけでなく、熱可塑性樹脂を炭素繊維束に含浸させようとすると、炭素繊維集合体が有する反力が小さすぎる場所や大きすぎる場所が混在してしまう。このため、含浸工程において、複合材料内で炭素繊維や熱可塑性樹脂が過度に面内方向へ移動し、複合材料の炭素繊維体積割合や繊維配向の均一性にムラを生じてしまう。
本発明において、炭素繊維束A1の平均束幅WA1は0.1mm以上2.0mm以下が好ましい。平均束幅WA1の上限値は、1.5mm未満がより好ましく、1.1mm未満が更に好ましく、1.0mm未満がより一層好ましい。
炭素繊維束A1の厚みが一定であれば、平均束幅WA1が小さくなるほど本発明における「反力P」は増加する。これは、炭素繊維束が細くなれば炭素繊維集合体が緻密になるためである。
また、平均束幅WA1が2.0mm以下であると、炭素繊維束のアスペクト比が大きくなり、複合材料内にて炭素繊維束の高強度が十分に発揮できる。
一方、平均束幅WA1の下限は、0.3mm以上がより好ましい。0.3mm以上であれば、炭素繊維集合体が過度に緻密化されることなく、適正な反力が得られる。
本発明において、望ましくは炭素繊維束A1の平均厚みTA1が95μm以下であり、好ましくは85μm未満、より好ましくは75μm未満、更に好ましくは70μm未満、特に好ましくは65μm未満、最も好ましくは60μm未満である。炭素繊維束A1の平均厚みTA1が95μm以下であると、炭素繊維束への樹脂含浸に必要な時間が短くなるため、効率的に含浸が進行する。
更に、同じ炭素繊維体積割合(Vf)のもので比べると、複合材料に含まれる炭素繊維束数が増加するため、複合材料内の炭素繊維束がより緻密構造となり、複合材料の強度も向上する。
炭素繊維束A1の平均厚みTA1の下限は20μm以上が好ましい。炭素繊維束A1の平均厚みTA1が20μm以上であれば、炭素繊維束A1の剛直性が十分に確保でき、本発明における「反力P」を増加できる。炭素繊維束A1の平均厚みTA1の下限は30μm以上がより好ましく、40μm以上が更に好ましい。
本発明における複合材料は、繊維長5mm未満の炭素繊維Bを含んでも良く、炭素繊維Bは、NB<NA1を満たすと好ましい。
NB:炭素繊維Bを構成する平均繊維数(本数)。
本発明において、繊維長5mm未満の炭素繊維は全て炭素繊維Bであり、繊維長5mm以上の炭素繊維は、炭素繊維Bではない。また、炭素繊維Bは炭素繊維束であっても良いし、単糸状(モノフィラメント状)であっても良い。
炭素繊維Bの重量平均繊維長LBに特に限定はないが、下限は0.05mm以上が好ましく、0.1mm以上がより好ましく、0.2mm以上が更に好ましい。炭素繊維Bの重量平均繊維長LBが0.05mm以上であると、複合材料又はこれを用いた成形体の機械強度が担保されやすい。
炭素繊維Bの重量平均繊維長LBの上限は複合材料を成形後の成形体の厚さ未満であれば好ましい。具体的には5mm未満がより好ましく、3mm未満が更に好ましく、2mm未満がより一層好ましい。
1.厚みTf
本発明において、複合材料に含まれるマトリクス樹脂(マトリクス樹脂以外の有機物を含む)を除去して取出した炭素繊維集合体を、厚みTfに圧縮したときの反力Pは、0.05MPa以上1.00MPa以下である。
ただし、Tfとは、(炭素繊維集合体の目付÷炭素繊維密度)×3(mm)の厚みである。例えば、炭素繊維として、“テナックス”(登録商標)UTS50−24K(密度1.79(g/cm3)を利用し、複合材料のマトリクス樹脂を除去して取り出した炭素繊維の目付が1790(g/m2)であった場合、Tf=1790(g/m2)÷1.79(g/cm3)×3=3.0(mm)=3000(μm)となる。
なお、Tfを算出する際の炭素繊維集合体の目付は、複合材料から炭素繊維集合体を取出す方法に依存しない。例えば、1m×1mの大きさの複合材料から取り出した炭素繊維集合体の質量がT1gであったとする。ここで、複合材料から取出す際に、炭素繊維集合体が広がって、その大きさが1.1m×1.1mになったとしても、元々はT1gの炭素繊維集合体が1m×1mの大きさの複合材料に含まれていたのであるから、Tfを算出する際の炭素繊維集合体の目付は、T1(g/m2)である。
反力Pとは、炭素繊維集合体が備えている厚み方向へ広がる力の大きさを意味する。例えば図1では、熱可塑性樹脂が炭素繊維に含浸する際、炭素繊維集合体が熱可塑性樹脂を押す力を示している(図1の101)。炭素繊維集合体の反力Pが上記範囲であれば、複合組成物の含浸処理を行う際に、複合組成物の厚み方向に(図1の上下に)閉じた空間内で、炭素繊維集合体が軟化した熱可塑性樹脂に向けて侵入しやすくなる。
また、反力Pが1.00MPa以下であれば、複合組成物を閉じた空間内において、炭素繊維を熱可塑性樹脂に侵入させる際に、熱可塑性樹脂の面内方向への過度な流動を抑制できる。
なお、反力Pの制御方法に特に限定はないが、炭素繊維束サイズ(束幅、束厚み)、炭素繊維A内のA1、A2、A3の体積割合、厚み方向の繊維配向、固定剤の付着量などで制御することができる。後述する実施例にその一例を示す。
反力Pは0.50MPa以下であることが好ましい。
本発明における反力Pを測定するためには、複合材料から炭素繊維集合体を取出す必要があるが、取出し方法に特に限定は無い。好ましくは、マトリクス成分が焼失する温度で1時間ほど複合材料を処理すれば良く、熱可塑性のマトリクス樹脂が例えばナイロン樹脂を用いている場合は、500℃で1時間処理すれば良い。
熱可塑性のマトリクス樹脂成分が不明な場合、事前に熱重量分析を実施し、マトリクス樹脂が焼失する温度を調べておき、温度と時間を設定すると良い。なお、マトリクス樹脂を除去する際、他の有機成分が一緒に除去(焼失)されても問題無い。
また、複合材料は一般的に成形されて成形体となるため、成形体から炭素繊維集合体を取り出しても良い。ただし、複合材料を成形する際に、大きく流動させて成形体を作成すると、炭素繊維集合体の形態が変化してしまうため、あまり流動を伴って成形されていない成形体部分から、炭素繊維集合体を取り出すことが好ましい。より具体的には、コールドプレスした場合、成形型上型が最初に接触する場所の成形体表面は非流動面となるため、この非流動面直下の成形体に含まれる炭素繊維集合体を取り出せばよい。
本発明における反力Pの変動係数は20%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましい。
本発明における反力の変動係数とは、複合材料の面内を、概ね100mm×100mmピッチでサンプルを切出し、各々の変動係数を式(3)で算出したものであり、例えば幅500mm×長さ500mmの複合材料を、幅方向5点×長さ方向5点の合計25点に区分けして測定した変動係数で定義される。
反力の変動係数=100×反力の標準偏差/反力の平均値 式(3)
反力Pの変動係数が上記範囲内である場合、複合組成物に含まれる熱可塑性樹脂を炭素繊維へ含浸処理する際、複合組成物内の炭素繊維集合体が熱可塑性樹脂を均等に押すことができ、炭素繊維集合体が熱可塑性樹脂へ均一に浸透しやすくなる(図1の101の方向に炭素繊維集合体103が熱可塑性樹脂102を押すことを意味する)。すなわち、反力Pの変動係数が20%以下であると、部分的に反力Pが大きい場所が少なくなり、炭素繊維集合体の反力により、複合材料内で炭素繊維や熱可塑性樹脂が過度に面内方向へ移動することが抑制できるため、複合材料の目付ムラや炭素繊維体積割合や繊維配向の均一性のムラも抑制できる。また、部分的に反力Pが小さい場所も少なくなり、炭素繊維集合体が熱可塑性樹脂を十分に押せない部分が抑制できるため、未含浸部分も低減できる。
本発明に用いられる熱可塑性のマトリクス樹脂は特に限定されるものではなく、所望の軟化点又は融点を有するものを適宜選択して用いることができる。上記熱可塑性のマトリクス樹脂としては、通常、軟化点が180℃〜350℃の範囲内のものが用いられるが、これに限定されるものではない。
なお、本明細書において、熱可塑性のマトリクス樹脂とは、複合材料に含まれた熱可塑性樹脂を意味する。一方、熱可塑性樹脂は炭素繊維へ含浸させる前の、一般的な熱可塑性樹脂を意味する。
炭素繊維集合体の目付は、100g/m2以上3000g/m2未満であると好ましく、500g/m2以上2000g/m2未満であることがより好ましい。
炭素繊維束は、後述するように「繊維束」の認識は、ピンセットで取り出すことが可能なものである。そして、ピンセットでつまんだ位置にかかわらず、一まとめの束の状態としてくっついている繊維束は、取り出したときに一まとめの束として取り出されるため、繊維束は明確に定義可能である。分析用の繊維試料を採取するために炭素繊維の集合体を観察すると、繊維試料をその長手側面の方向からだけでなく、様々な方向および角度から見ることにより、炭素繊維の集合体において、複数の繊維が一まとめになっている箇所がどこか、また、繊維がどのように堆積しているかを確認し、一まとめとして機能する繊維束がどれかを客観的かつ一義的に判別することができる。例えば繊維が重なり合っていた場合、交差部分で、構成単位である繊維の違う方向を向いているもの同士が絡み合っていないなら2つの繊維束であると判別できる。
なお、個々の炭素繊維束A1についての幅と厚みは、互いに直交する3つの直線(x軸、y軸、及びz軸とする)を考えた場合に、個々の炭素繊維束A1の長手方向をx軸方向とし、それに直交するy軸方向の長さの最大値ymaxとz軸方向の長さの最大値zmaxとのうち長い方を幅とし、短い方を厚みとする。ymaxとzmaxとが等しい場合はymaxを幅とし、zmaxを厚みとすることができる。
そして、上記の方法で求めた個々の炭素繊維束A1の幅の平均値を炭素繊維束A1の平均束幅WA1とし、上記の方法で求めた個々の炭素繊維束A1の厚みの平均値を炭素繊維束A1の平均厚みTA1とする。
本発明における複合材料は、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを含む複合組成物からシート状に作成されることが好ましい。
「シート状」とは、繊維強化プラスチックの大きさを示す3つの寸法(例えば、長さ、幅、厚みである。)の内、最も小さい寸法を厚みとし、最も大きい寸法を長さとした場合、この長さが厚みに対して、10倍以上あるような、平面状の形状のものを意味する。
本発明において、複合組成物とは、炭素繊維に熱可塑性樹脂が含浸される前の状態を指す。なお、複合組成物中の炭素繊維にはサイジング剤(又はバインダー)が付与されている場合があり、これらはマトリクス樹脂ではなく、複合組成物において、炭素繊維に予め付与されていても良い。
複合組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂と炭素繊維との形態に応じて種々の方法を用いることができる。なお、複合組成物の製造方法は以下で説明する方法に限定されない。
本発明における複合材料は、炭素繊維と熱可塑性樹脂を含む複合組成物を、圧縮含浸装置を用いて含浸処理することで製造することが好ましい。
複合組成物の含浸処理には、間隔(クリアランス)が調整された圧縮含浸装置を用いることができる。圧縮含浸装置とは、複合組成物を挟んで圧力を加えることで含浸させる装置であれば何でも良く、特に限定は無い。
本発明における複合材料の製造方法は、圧縮含浸装置における最狭クリアランスが、複合材料の理論厚さTmに対して、0.9×Tm以上1.5×Tm以下であることが好ましい。なお、圧縮含浸装置における最狭クリアランスとは、クリアランスが最小となる場所(または時)の設定値を意味する。
圧縮含浸装置が上型と下型を有したプレス機である場合、上型を下型に向けて降下させ、最も下降させたときの位置における、上型と下型との距離を最狭クリアランスと定義する。
また、圧縮含浸装置におけるクリアランスを保持するために、炭素繊維集合体の反力P以上の圧力を圧縮含浸装置を用いて炭素繊維集合体へ加えることが好ましい。
複合材料の理論厚さTmとは、複合材料に空隙が存在しないと仮定した場合の厚みであり、複合材料の目付を密度で除算した値で導かれる。
なお、ここでいう空隙とは、中空微粒子など、意図して中空の添加剤を添加した場合には、その空隙部分を含むものではない。
本発明において、下記式(2)で定義される、複合材料に含まれる炭素繊維体積割合(以下、本明細書において「Vf」と呼ぶことがある)に特に限定は無いが、炭素繊維体積割合(Vf)は、10〜60vol%であることが好ましく、20〜50vol%であることがより好ましく、25〜45vol%であればさらに好ましい。
炭素繊維体積割合(Vf)=100×炭素繊維体積/(炭素繊維体積+熱可塑性のマトリクス樹脂体積) 式(2)
複合材料における炭素繊維体積割合(Vf)が10vol%以上の場合、所望の機械特性が得られやすい。一方で、複合材料における炭素繊維体積割合(Vf)が60vol%を超えない場合、プレス成形等に使用する際の流動性が良好で、所望の成形体形状を得られやすい。
なお、複合材料(又は成形体)に含まれる全体の炭素繊維体積割合(Vf)は、炭素繊維A、Bなど、炭素繊維の種類に関係無く測定する。
本発明において、複合材料とは成形体を作成するための材料であり、複合材料はプレス成形(圧縮成形とも呼ぶ)されて成形体となる。したがって、本発明における複合材料は平板形状であるが、成形体は賦形されており、3次元形状に形あるものである。
本発明における複合材料は、プレス成形して成形体を製造するためのものであることが好ましい。プレス成形としては、コールドプレス成形が好ましい。
複合材料を用いて成形体を製造するにあたっての好ましい成形方法としては、プレス成形が利用され、ホットプレス成形やコールドプレス成形などの成形方法を利用できる。
本発明においては、とりわけコールドプレスを用いたプレス成形が好ましい。コールドプレス法は、例えば、第1の所定温度に加熱した複合材料を第2の所定温度に設定された成形型内に投入した後、加圧・冷却を行う。
具体的には、複合材料を構成する熱可塑性のマトリクス樹脂が結晶性である場合、第1の所定温度は融点以上であり、第2の所定温度は融点未満である。熱可塑性のマトリクス樹脂が非晶性である場合、第1の所定温度はガラス転移温度以上であり、第2の所定温度はガラス転移温度未満である。すなわち、コールドプレス法は、少なくとも以下の工程A−1)〜A−2)を含んでいる。
工程A−1)複合材料を、熱可塑性のマトリクス樹脂が結晶性の場合は融点以上分解温度以下、非晶性の場合はガラス転移温度以上分解温度以下に加温する工程。
工程A−2)上記工程A−1)で加温された複合材料を、熱可塑性のマトリクス樹脂が結晶性の場合は融点未満、非晶性の場合はガラス転移温度未満に温度調節された成形型に配置し、加圧する工程。
これらの工程を行うことで、複合材料の成形を完結させることができる。
上記の各工程は、上記の順番で行う必要があるが、各工程間に他の工程を含んでもよい。他の工程とは、例えば、工程A−2)の前に、工程A−2)で利用される成形型と別の賦形型を利用して、成形型のキャビティの形状に予め賦形する賦形工程等がある。また、工程A−2)は、複合材料に圧力を加えて所望形状の成形体を得る工程であるが、このときの成形圧力については特に限定はしないが、成形型キャビティ投影面積に対して20MPa未満が好ましく、10MPa以下であるとより好ましい。
また、当然のことであるが、プレス成形時に種々の工程を上記の工程間に入れてもよく、例えば真空にしながらプレス成形する真空プレス成形を用いてもよい。
・PAN系炭素繊維
帝人株式会社製の炭素繊維“テナックス”(登録商標)UTS50−24K(平均繊維径7μm、繊維束幅10mm)
以下、上記炭素繊維は、「UTS50」と略する場合がある。
・ポリアミド6
以下、PA6と略する場合がある。ユニチカ株式会社製A1030
(1)炭素繊維束の測定方法
(1−1) 複合材料から100mm×100mmのサンプルを1枚切り出し、サンプルを500℃に加熱した電気炉(ヤマト科学株式会社製FP410)の中で窒素雰囲気下で、1時間加熱してマトリクス樹脂等の有機物を焼き飛ばした。サンプルに含まれる炭素繊維から、繊維長5mm以上100mm以下の炭素繊維Aをピンセットでランダムに合計1200個抽出した。
続いて、炭素繊維束の長さと使用している炭素繊維の繊維径Di及び炭素繊維密度(ρcf)に基づき、炭素繊維束に含まれる単糸の繊維数Niを計算し、Li/(Ni×Di2)を炭素繊維束毎に求め、得られた値に基づいて炭素繊維束A1、炭素繊維束A1以外の炭素繊維A2、炭素繊維A3に分け、それぞれΣWiA1、ΣWiA2、及びΣWiWA3を測定した。
炭素繊維束A1の炭素繊維A全量に対する体積割合(VfA1)は、炭素繊維の密度(ρcf)を用いて式(5)により求められる。VfA1=Σ(WiA1/ρcf)×100/((ΣWiA1+WiA2+WiA3)/ρcf) 式(5)
炭素繊維A2、炭素繊維A3についての体積割合も同様である。
また、LA1/(NA1×DA1 2)は上記で抽出した炭素繊維束A1の重量平均繊維長LA1、炭素繊維束に含まれる単糸の繊維数NA1及び繊維径DA1から算出した。
n=N/[(ε/μ(α))2×{(N−1)/ρ(1−ρ)}+1] 式(4)
n:必要サンプル数
μ(α):信頼度95%のとき1.96
N:母集団の大きさ
ε:許容誤差
ρ:母比率
ここで、炭素繊維体積(Vf)=35%の複合材料を100mm×100mm×厚み2mmに切り出して焼き飛ばして得たサンプルの場合、母集団の大きさNは、(100mm×100mm×厚み2mm×Vf35%)÷((Diμm/2)2×π×繊維長×繊維束に含まれる単糸の繊維数)で求められる。繊維径Diを7μm、繊維長を20mm、繊維束に含まれる単糸数の設計を1000本とすると、N≒9100本となる。
このNの値を上記式(4)に代入して計算すると、約960本となる。本実施例においては、信頼度を高めるため、やや多めの1200本抽出して測定することとした。
(1−2)で測定した炭素繊維束の繊維長から、次式により重量平均繊維長LA1を算出した。
重量平均繊維長=(ΣLi2)/(ΣLi)・・・式(1)
複合材料から100mm×100mmのサンプルを5枚切り出し、サンプルを500℃に加熱した電気炉の中で窒素雰囲気下で、1時間程度加熱してマトリクス樹脂等の有機物を焼き飛ばして炭素繊維集合体を得た。その炭素繊維集合体の重量を天秤で測定して各サンプルの目付を求め、さらにその5枚の平均値を算出した。
(1−2)で抽出した炭素繊維束A1各々について、ノギスを用いて炭素繊維束A1の厚みと幅を1200個測定し、平均厚みTA1と平均幅WA1を算出した。
複合材料から100mm×100mmのサンプルを1枚切り出し、サンプルを500℃に加熱した電気炉の中で窒素雰囲気下で、1時間程度加熱してマトリクス樹脂等の有機物を焼き飛ばし、処理前後の試料の重量を秤量することによって炭素繊維分と熱可塑性のマトリクス樹脂の重量を算出した。次に、各成分の比重を用いて、炭素繊維と熱可塑性のマトリクス樹脂の体積割合を算出した。
式(2) Vf=100×炭素繊維体積/(炭素繊維体積+熱可塑性のマトリクス樹脂体積)
複合材料から100mm×100mmのサンプルを25枚切り出し、サンプルを500℃に加熱した電気炉(ヤマト科学株式会社製FP410)の中で窒素雰囲気下で、1時間程度加熱してマトリクス樹脂等の有機物を焼き飛ばして炭素繊維集合体を得た。次いで、そのサンプルの重量を天秤で測定し、各々の目付を算出し、さらに次式に定義する厚みTfを算出した。
Tf:(炭素繊維集合体の目付÷炭素繊維密度)×3(mm)
次に、各々のサンプルをロードセル付のハンドプレス機によりTfまで圧縮し、そのときの荷重値より反力Piを算出し、その25点の平均値を反力Pとし、25点の変動係数も次式より算出した。
反力の変動係数=100×反力の標準偏差/反力の平均値 式(3)
ウォータージェットを用いて複合材料から試験片を25点切出し、JIS K 7164(2005)を参考として、インストロン社製の5982R4407万能試験機を用いて、引張試験を行った。試験片の形状はA形試験片とした。チャック間距離は115mm、試験速度は2mm/minとした。各々の測定値より平均値と変動係数を次式より算出した。
引張強度の変動係数=100×引張強度の標準偏差/引張強度の平均値 式(6)
複合材料から50mm×50mmのサンプルを1点切り出し、その1辺の断面を#2000のサンドペーパーで磨き、さらにコンパウンドを用いてバフ仕上げをして、未含浸繊維束数測定用のサンプルを作製した。そのサンプルを光学顕微鏡を用いて300倍の倍率で50mm幅全て観察し、熱可塑性のマトリクス樹脂が炭素繊維束内に含浸していない炭素繊維束を全て抽出し、未含浸繊維束数とした。
熱可塑性樹脂として、ユニチカ株式会社製のナイロン6樹脂A1030(PA6と呼ぶ場合がある)を供給機を用いて、供給機下に設置した、一方向へ連続的に動く通気性支持体へ、目付が740g/m2となるように散布・定着させ、1層目の熱可塑性樹脂の集合体を得た。
次いで、炭素繊維として、帝人株式会社製の炭素繊維“テナックス”(登録商標)UTS50−24K(平均繊維直径7μm、単糸数24,000本、炭素繊維のストランド厚み180μm(ノギス測定))からなる長繊維を180℃の加熱バーに複数本通過させることによって28mmまで拡幅処理し、次いで1mmピッチのロータリースリットを用いて分繊処理し、さらにロータリーカッターを用いて定長カット処理して、ロータリーカッター直下に設置した、下部に吸引機構を有する一方向へ連続的に動く通気性支持体上に予め作製した熱可塑性樹脂集合体上に散布・定着させ、散布・定着された炭素繊維(「炭素繊維散布体」とも呼ぶ。)を得た。
さらに、PA6を供給機を用いて、炭素繊維散布体上へ、目付が740g/m2となるように散布・定着させ、2層目の熱可塑性樹脂の集合体を設け、熱可塑性樹脂/炭素繊維散布体/熱可塑性樹脂の順で積層した複合組成物を得た。
作製した複合組成物は、最狭クリアランスを複合材料の理論厚みTm(2.0mm)に対して1.0倍に設定した圧縮含浸装置を用い、圧力0.8MPa下で、300℃までの昇温時間6分、300℃での保持時間1分で加熱して熱可塑性樹脂を炭素繊維散布体へ含浸させ、冷却して複合材料を得た。なお、圧縮含浸装置は上型と下型を備えており、上型と下型の距離が最も狭くなるときのクリアランスを最狭クリアランスとした。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は90vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は440、平均束幅WA1は0.9mm、平均束厚みTA1は50μm、炭素繊維A2の割合は10vol%、炭素繊維A3の割合は0vol%、目付は1250g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.25MPa、反力Pの変動係数は8%であった。
得られた複合材料の炭素繊維体積割合Vfは35%、引張強度は430MPa、引張強度の変動係数は4%、50mm幅の断面に存在する未含浸束数は30個であった。
結果を表1に示す。
拡幅処理後に、炭素繊維Aの炭素繊維束形態固定剤として、ダイセル・エボニック株式会社製共重合ナイロンベスタメルト250−P1を粉末形態で炭素繊維上に塗布し溶融固化させ、ロータリースリットのピッチを0.5mmとした以外は、実施例1と同様の方法で複合材料を作製した。なお、固定剤の付着量は炭素繊維A全量に対して1.5重量%とした。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は95vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は800、平均束幅WA1は0.5mm、平均束厚みTA1は50μm、炭素繊維A2の割合は5vol%、炭素繊維A3の割合は0vol%、目付は1270g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.10MPa、反力Pの変動係数は7%であった。
また、得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは36%、引張強度は420MPa、引張強度の変動係数は4%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は55個であった。結果を表1に示す。
ロータリーカッターの直下に管体を設け、管体内の小孔より圧縮空気を10m/秒の風速で炭素繊維に吹き付ける工程を追加した以外は、実施例1と同様の方法で複合材料を作製した。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は81vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は830、平均束幅WA1は0.6mm、平均束厚みTA1は40μm、炭素繊維A2の割合は19vol%、炭素繊維A3の割合は0vol%、目付は1260g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.30MPa、反力Pの変動係数は10%であった。得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは35%、引張強度は450MPa、引張強度の変動係数は5%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は20個であった。結果を表1に示す。
通気性支持体下部の吸引機構を設けないこと以外は、実施例1と同様の方法で複合材料を作製した。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は90vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は330、平均束幅WA1は1.0mm、平均束厚みTA1は60μm、炭素繊維A2の割合は9vol%、炭素繊維A3の割合は1vol%、目付は1230g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.30MPa、反力Pの変動係数は12%であった。吸引機構を設けなかったため、板厚方向に配向する炭素繊維の割合が、実施例3に比べて多くなっていた。
また、得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは34%、引張強度は400MPa、引張強度の変動係数は5%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は35個であった。結果を表1に示す。
圧縮含浸装置の最狭クリアランスを複合材料の理論厚みTm2.0mmに対して1.2倍に設定した以外は、実施例3と同様の方法で複合材料を作製した。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は81vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は830、平均束幅WA1は0.6mm、平均束厚みTA1は40μm、炭素繊維A2の割合は19vol%、炭素繊維A3の割合は0vol%、目付は1270g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.30MPa、反力Pの変動係数は10%であった。
また、得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは35%、引張強度は430MPa、引張強度の変動係数は5%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は50個であった。結果を表1に示す。
圧縮含浸装置の最狭クリアランスを複合材料の理論厚みTm2.0mmに対して0.95倍に設定した以外は、実施例3と同様の方法で複合材料を作製した。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は81vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は830、平均束幅WA1は0.6mm、平均束厚みTA1は40μm、炭素繊維A2の割合は19vol%、炭素繊維A3の割合は0vol%、目付は1250g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.30MPa、反力Pの変動係数は10%であった。
また、得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは35%、引張強度は460MPa、引張強度の変動係数は4%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は10個であった。結果を表1に示す。
ロータリーカッター直下に設けた管体内の小孔から吹き出す圧縮空気の風速を100m/秒とした以外は、実施例3と同様の方法で複合材料を作製した。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は60vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は1300、平均束幅WA1は0.4mm、平均束厚みTA1は40μm、炭素繊維A2の割合は40vol%、炭素繊維A3の割合は0vol%、目付は1240g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは1.10MPa、反力Pの変動係数は12%であった。圧縮空気の風速を大きくしたため、炭素繊維A2の割合が増加し、炭素繊維の緻密性が上がったために、その結果反力Pが1.00MPaを超えた。
また、得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは36%、引張強度は350MPa、引張強度の変動係数は8%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は120個であった。結果を表2に示す。
ロータリースリットのピッチを2.0mmとした以外は、実施例1と同様の方法で複合材料を作製した。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は91vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は150、平均束幅WA1は1.5mm、平均束厚みTA1は90μm、炭素繊維A2の割合は1vol%、炭素繊維A3の割合は8vol%、目付は1240g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.03MPa、反力Pの変動係数は25%であった。スリット幅が広がったことにより、炭素繊維A3の割合が増加し、相対的に炭素繊維束の数が減少したため、目的の反力を得ることが出来なかった。
また、得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは36%、引張強度は320MPa、引張強度の変動係数は10%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は160個であった。結果を表2に示す。
炭素繊維束形態固定剤の付着量を炭素繊維A全量に対して3.0重量%、及びロータリースリットのピッチを1.5mmとした以外は、実施例2と同様の方法で複合材料を作製した。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は100vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は220、平均束幅WA1は1.5mm、平均束厚みTA1は60μm、炭素繊維A2の割合は0vol%、炭素繊維A3の割合は0vol%、目付は1270g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.03MPa、反力Pの変動係数は12%であった。
また、得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは34%、引張強度は330MPa、引張強度の変動係数は7%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は150個であった。結果を表2に示す。
拡幅幅を20mm、およびロータリーカッター直下に設けた管体内の小孔から吹き出す圧縮空気の風速を40m/秒とした以外は、実施例3と同様の方法で複合材料を作製した。
複合材料から炭素繊維集合体を取り出して調べたところ、炭素繊維束A1の割合は90vol%、重量平均繊維長LA1は20mm、LA1/(NA1×DA1 2)は420、平均束幅WA1は0.8mm、平均束厚みTA1は60μm、炭素繊維A2の割合は9vol%、炭素繊維A3の割合は1vol%、目付は1240g/m2、厚みTfに圧縮したときの反力Pは0.04MPa、反力Pの変動係数は17%であった。
また、得られた複合材料について調べたところ、炭素繊維体積割合Vfは35%、引張強度は350MPa、引張強度の変動係数は9%、50mm幅断面に存在する未含浸束数は130個であった。結果を表2に示す。
本出願は、2017年11月29日出願の日本特許出願(特願2017−229666)及び2018年8月8日出願の日本特許出願(特願2018−149791)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。
102 熱可塑性樹脂
103 炭素繊維集合体
104 圧縮含浸装置における下側
Claims (9)
- Li/(Ni×Di2)が6.7×101以上3.3×103以下の炭素繊維束A1を含む炭素繊維Aと、熱可塑性のマトリクス樹脂とを含む複合材料であって、
炭素繊維Aの繊維長は5mm以上100mm以下であり、
炭素繊維Aに対して炭素繊維束A1は80vol%以上100vol%未満であり、
複合材料に含まれるマトリクス樹脂を除去して取出した炭素繊維集合体を、厚みTfに圧縮したときの反力Pが、0.05MPa以上1.00MPa以下である、
複合材料。
ただし、
Li:炭素繊維束の繊維長(mm)
Di:炭素繊維束を構成する炭素繊維の単糸直径(mm)
Ni:炭素繊維束に含まれる単糸の繊維数(本数)
Tf:(炭素繊維集合体の目付÷炭素繊維密度)×3(mm) - 反力Pの変動係数が20%以下である、請求項1に記載の複合材料。
- 炭素繊維Aは炭素繊維A2を含み、
炭素繊維A2は、Li/(Ni×Di2)が3.3×103超の炭素繊維であって、炭素繊維Aに対して、0vol%超20vol%未満である、
請求項1又は2に記載の複合材料。 - Li/(Ni×Di2)が6.7×101未満の炭素繊維A3が、炭素繊維Aに対して5vol%以下である、請求項1乃至3いずれか1項に記載の複合材料。
- LA1/(NA1×DA1 2)が1.0×102以上3.3×103以下である、請求項1乃至4いずれか1項に記載の複合材料。ただし、
LA1:炭素繊維束A1の重量平均繊維長(mm)
NA1:炭素繊維束A1に含まれる単糸の平均繊維数(本数)
DA1:炭素繊維束A1を構成する炭素繊維の単糸直径(mm) - 取出した炭素繊維集合体の目付が、100g/m2以上3000g/m2未満である、請求項1乃至5いずれか1項に記載の複合材料。
- 炭素繊維束A1の平均束幅WA1が0.1mm以上2.0mm以下、平均束厚みTA1が20μm以上95μm以下である、請求項1乃至6いずれか1項に記載の複合材料。
- 繊維長5mm以上100mm以下の炭素繊維Aと熱可塑性樹脂を含む複合組成物を、圧縮含浸装置を用いて含浸処理する、複合材料の製造方法であって、
炭素繊維Aは、Li/(Ni×Di2)が6.7×101以上3.3×103以下の炭素繊維束A1を含み、
炭素繊維Aに対して炭素繊維束A1は80vol%以上100vol%未満であり、
複合材料に含まれる熱可塑性樹脂を除去して取出した炭素繊維集合体を、厚みTfに圧縮したときの反力Pが、0.05MPa以上1.00MPa以下である、
複合材料の製造方法。
ただし、
Li:炭素繊維束の繊維長(mm)
Di:炭素繊維束を構成する炭素繊維の単糸直径(mm)
Ni:炭素繊維束に含まれる単糸の繊維数(本数)
Tf:(炭素繊維集合体の目付÷炭素繊維密度)×3(mm) - 圧縮含浸装置における最狭クリアランスが、複合材料の理論厚みTmに対して、0.9×Tm以上1.5×Tm以下である、請求項8に記載の複合材料の製造方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017229666 | 2017-11-29 | ||
JP2017229666 | 2017-11-29 | ||
JP2018149791 | 2018-08-08 | ||
JP2018149791 | 2018-08-08 | ||
PCT/JP2018/043024 WO2019107248A1 (ja) | 2017-11-29 | 2018-11-21 | 複合材料及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019107248A1 true JPWO2019107248A1 (ja) | 2020-11-19 |
JP6909868B2 JP6909868B2 (ja) | 2021-07-28 |
Family
ID=66664505
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019557185A Active JP6909868B2 (ja) | 2017-11-29 | 2018-11-21 | 複合材料及びその製造方法 |
JP2019557184A Active JP6918972B2 (ja) | 2017-11-29 | 2018-11-21 | 複合材料、成形体の製造方法、及び複合材料の製造方法 |
JP2021120408A Pending JP2021176708A (ja) | 2017-11-29 | 2021-07-21 | 複合材料の製造方法 |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019557184A Active JP6918972B2 (ja) | 2017-11-29 | 2018-11-21 | 複合材料、成形体の製造方法、及び複合材料の製造方法 |
JP2021120408A Pending JP2021176708A (ja) | 2017-11-29 | 2021-07-21 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11795279B2 (ja) |
EP (2) | EP3719079A4 (ja) |
JP (3) | JP6909868B2 (ja) |
CN (2) | CN111433289B (ja) |
WO (2) | WO2019107248A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019100297A1 (de) * | 2019-01-08 | 2020-07-09 | Gühring KG | Verfahren zur Herstellung einer Faser-Kunststoff-Verbund Werkzeugkomponente und Faser-Kunststoff-Verbund Werkzeugkomponente |
JP7249404B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2023-03-30 | 川崎重工業株式会社 | 複合材料製パネル構造体およびその製造方法 |
JP7445770B2 (ja) | 2020-01-07 | 2024-03-07 | チュンイェン ヂョン | ナノ酸化亜鉛を担持したバクテリアセルロースマイクロ繊維/アルギン酸繊維複合材料 |
WO2022030337A1 (ja) * | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 帝人株式会社 | 複合材料及び成形体の製造方法 |
CN112318899B (zh) * | 2020-09-25 | 2022-10-21 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | 一种生产增强型热塑性复合材料的生产线以及加工方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007126133A1 (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Teijin Limited | 炭素繊維複合シート |
JP2013049749A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Teijin Ltd | 繊維強化基材 |
JP2013072042A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Toray Ind Inc | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂シート |
WO2013115337A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 帝人株式会社 | ランダムマットおよび繊維強化複合材料 |
WO2013118689A1 (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-15 | 東レ株式会社 | 炭素繊維複合材料 |
WO2014017612A1 (ja) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | 帝人株式会社 | ランダムマットおよび繊維強化複合材料成形体 |
WO2014021316A1 (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | 帝人株式会社 | ランダムマットおよび繊維強化複合材料成形体 |
WO2014021315A1 (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-06 | 帝人株式会社 | ランダムマットおよび繊維強化複合材料成形体 |
WO2015111536A1 (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 帝人株式会社 | 射出成形、押出成形、又は引抜成形用の成形材料、炭素繊維強化熱可塑性樹脂ペレット、成形体、射出成形体の製造方法、及び射出成形体 |
WO2015115225A1 (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 帝人株式会社 | 多層構造の成形材料及び多層構造の成形体 |
WO2015163408A1 (ja) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | 帝人株式会社 | 端面を有する炭素繊維強化樹脂加工品、及びその製造方法 |
WO2016152563A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | 帝人株式会社 | 炭素繊維強化樹脂複合材料 |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004142165A (ja) | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Toyobo Co Ltd | 圧縮成形用材料 |
CN101528816A (zh) * | 2006-04-27 | 2009-09-09 | 帝人株式会社 | 碳纤维复合片材 |
US8329280B2 (en) | 2007-06-04 | 2012-12-11 | Toray Industries, Inc. | Chopped fiber bundle, molding material, and fiber reinforced plastic, and process for producing them |
JP5294609B2 (ja) * | 2007-11-10 | 2013-09-18 | 国立大学法人九州工業大学 | ガスバリア性の炭素繊維強化プリプレグ及び炭素繊維強化プラスチック並びにそれらの製造方法 |
JP5682570B2 (ja) | 2010-10-13 | 2015-03-11 | 三菱レイヨン株式会社 | 炭素繊維前駆体繊維束、炭素繊維束、及びそれらの利用 |
US9074064B2 (en) * | 2010-12-13 | 2015-07-07 | Toray Industries, Inc. | Carbon fiber prepreg, method for producing same and carbon fiber reinforced composite material |
KR101444631B1 (ko) * | 2011-02-01 | 2014-11-04 | 데이진 가부시키가이샤 | 랜덤 매트, 및 강화섬유 복합재료 |
EP2674447B1 (en) * | 2011-02-07 | 2016-10-05 | Teijin Limited | Molded object with thickness gradient and process for producing same |
WO2012140793A1 (ja) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | 帝人株式会社 | 強化繊維複合材料 |
JP2013049150A (ja) | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Teijin Ltd | ランダムマット基材からの成形体の製造方法 |
EP2754685B1 (en) * | 2011-09-06 | 2017-07-26 | Teijin Limited | Molded body with excellent surface designability and composed of fiber-reinforced composite material |
CN104010797A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-08-27 | 帝人株式会社 | 用于制造成形制品的方法以及成形制品 |
CN104011276A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-08-27 | 帝人株式会社 | 无序毡和纤维增强复合材料 |
US9879123B2 (en) * | 2012-01-20 | 2018-01-30 | Toray Industries, Inc. | Fiber-reinforced polypropylene resin composition, molding material and prepreg |
JP2013202890A (ja) | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 成形材料とその製造方法 |
TWI565739B (zh) * | 2012-03-29 | 2017-01-11 | 三菱麗陽股份有限公司 | 碳纖維熱可塑性樹脂預浸體、碳纖維複合材料及其製造方法 |
WO2014007389A1 (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-09 | 帝人株式会社 | 複合基材 |
US8829103B2 (en) * | 2012-09-14 | 2014-09-09 | Teijin Limited | Carbon fiber composite material |
US9193840B2 (en) * | 2012-09-14 | 2015-11-24 | Teijin Limited | Carbon fiber composite material |
US9701069B2 (en) * | 2012-09-21 | 2017-07-11 | Teijin Limited | Method for manufacturing composite material |
WO2014184969A1 (ja) * | 2013-05-15 | 2014-11-20 | 帝人株式会社 | 複合材料の製造方法 |
EP3015492B1 (en) * | 2013-06-26 | 2018-07-25 | Teijin Limited | Random mat, fiber-reinforced composite material molded article, and carbon fiber mat |
JP5767415B1 (ja) * | 2013-08-13 | 2015-08-19 | 帝人株式会社 | 加飾成形品の製造方法および加飾成形品 |
US10604633B2 (en) * | 2013-09-10 | 2020-03-31 | Mitsubishi Chemical Corporation | Thermoplastic prepreg and laminate |
KR20160111401A (ko) * | 2014-01-17 | 2016-09-26 | 도레이 카부시키가이샤 | 스탬퍼블 시트 |
JP2015140353A (ja) | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 東レ株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂組成物およびその製造方法ならびに繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法 |
WO2015122366A1 (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | 帝人株式会社 | 炭素繊維強化成形材料及び成形体 |
JP5981679B2 (ja) * | 2014-03-20 | 2016-08-31 | 帝人株式会社 | 繊維強化プラスチック成形体 |
JP6638131B2 (ja) | 2014-07-08 | 2020-01-29 | 福井県 | 擬似等方補強シート材及びその製造方法 |
JP2017022966A (ja) | 2015-05-20 | 2017-01-26 | 三菱自動車工業株式会社 | 電動車両の制御装置 |
JP6739210B2 (ja) | 2016-03-11 | 2020-08-12 | ダイセルポリマー株式会社 | 樹脂含浸繊維束、圧縮成形品およびその製造方法 |
KR20180124898A (ko) | 2016-03-16 | 2018-11-21 | 도레이 카부시키가이샤 | 섬유 강화 수지 성형품 및 그 압축 성형 방법 |
JP7058078B2 (ja) | 2017-03-10 | 2022-04-21 | 株式会社ダイセル | 複合成形体とその製造方法 |
-
2018
- 2018-11-21 US US16/767,297 patent/US11795279B2/en active Active
- 2018-11-21 JP JP2019557185A patent/JP6909868B2/ja active Active
- 2018-11-21 CN CN201880077597.6A patent/CN111433289B/zh active Active
- 2018-11-21 WO PCT/JP2018/043024 patent/WO2019107248A1/ja unknown
- 2018-11-21 EP EP18883729.8A patent/EP3719079A4/en active Pending
- 2018-11-21 JP JP2019557184A patent/JP6918972B2/ja active Active
- 2018-11-21 CN CN201880077623.5A patent/CN111492015B/zh active Active
- 2018-11-21 WO PCT/JP2018/043023 patent/WO2019107247A1/ja unknown
- 2018-11-21 US US16/767,260 patent/US20210108040A1/en active Pending
- 2018-11-21 EP EP18882318.1A patent/EP3719078A4/en active Pending
-
2021
- 2021-07-21 JP JP2021120408A patent/JP2021176708A/ja active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007126133A1 (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Teijin Limited | 炭素繊維複合シート |
JP2013049749A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Teijin Ltd | 繊維強化基材 |
JP2013072042A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Toray Ind Inc | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂シート |
WO2013115337A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 帝人株式会社 | ランダムマットおよび繊維強化複合材料 |
WO2013118689A1 (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-15 | 東レ株式会社 | 炭素繊維複合材料 |
WO2014017612A1 (ja) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | 帝人株式会社 | ランダムマットおよび繊維強化複合材料成形体 |
WO2014021316A1 (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | 帝人株式会社 | ランダムマットおよび繊維強化複合材料成形体 |
WO2014021315A1 (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-06 | 帝人株式会社 | ランダムマットおよび繊維強化複合材料成形体 |
WO2015111536A1 (ja) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 帝人株式会社 | 射出成形、押出成形、又は引抜成形用の成形材料、炭素繊維強化熱可塑性樹脂ペレット、成形体、射出成形体の製造方法、及び射出成形体 |
WO2015115225A1 (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 帝人株式会社 | 多層構造の成形材料及び多層構造の成形体 |
WO2015163408A1 (ja) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | 帝人株式会社 | 端面を有する炭素繊維強化樹脂加工品、及びその製造方法 |
WO2016152563A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | 帝人株式会社 | 炭素繊維強化樹脂複合材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3719078A1 (en) | 2020-10-07 |
US20210108040A1 (en) | 2021-04-15 |
EP3719078A4 (en) | 2020-12-30 |
EP3719079A4 (en) | 2021-01-06 |
US11795279B2 (en) | 2023-10-24 |
CN111492015A (zh) | 2020-08-04 |
JP2021176708A (ja) | 2021-11-11 |
EP3719079A1 (en) | 2020-10-07 |
WO2019107248A1 (ja) | 2019-06-06 |
JPWO2019107247A1 (ja) | 2020-11-19 |
WO2019107247A1 (ja) | 2019-06-06 |
JP6918972B2 (ja) | 2021-08-11 |
CN111433289A (zh) | 2020-07-17 |
CN111433289B (zh) | 2022-11-11 |
CN111492015B (zh) | 2022-05-31 |
US20200369843A1 (en) | 2020-11-26 |
JP6909868B2 (ja) | 2021-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6909868B2 (ja) | 複合材料及びその製造方法 | |
JP6965957B2 (ja) | 積層基材およびその製造方法並びに炭素繊維強化樹脂基材 | |
JP5533320B2 (ja) | サンドイッチ構造体 | |
JP2009062648A (ja) | チョップド繊維束、成形材料、および繊維強化プラスチックの製造方法 | |
JP5749343B2 (ja) | アンダーカット部を有する複合成形体の製造方法 | |
JP5774788B2 (ja) | 耐熱紙及びその製造方法、繊維強化耐熱樹脂成型体及びその前駆体並びにそれらの製造方法 | |
JP5841780B2 (ja) | プリプレグの製造方法と繊維強化熱硬化性樹脂成型体の製造方法 | |
KR20190039689A (ko) | 세라믹 복합 재료 및 이의 제조 방법 | |
TWI679225B (zh) | 熱塑性複合材料及成形體 | |
JP2007530756A (ja) | エポキシ樹脂含浸ヤーンおよび予備成形物を製造するためのその使用 | |
CN110267785B (zh) | 纤维增强树脂片材 | |
JP7025273B2 (ja) | 成形体の製造方法 | |
JP7220448B2 (ja) | 繊維強化複合材の製造方法 | |
JP6160095B2 (ja) | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグシートまたは成形品 | |
JP5960402B2 (ja) | 炭素繊維束及び炭素繊維束の製造方法 | |
US20230182406A1 (en) | Composite material and method for producing molded article | |
Shi et al. | Effects of the Molding Process on Properties of Bamboo Fiber/Epoxy Resin Composites. | |
JP2020172031A (ja) | 繊維強化複合材料およびその製造方法 | |
JP6139318B2 (ja) | 炭素繊維の製造方法 | |
RU2641125C1 (ru) | Текстолит многофункционального назначения | |
Madhavi et al. | Fabrication and testing of composite materials | |
EP3763773A1 (en) | Dry tape material for fiber placement use, method for producing same, and reinforcing fiber laminate and fiber-reinforced resin molded article each produced using same | |
Adams | Measuring the Mechanical Properties of a Newly Developed Discontinuous Carbon Fiber and Epoxy Composite | |
JPWO2023189348A5 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210319 |
|
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: 20210608 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210705 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6909868 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |