TW201819159A - 成形品及壓縮成形法 - Google Patents
成形品及壓縮成形法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201819159A TW201819159A TW106135686A TW106135686A TW201819159A TW 201819159 A TW201819159 A TW 201819159A TW 106135686 A TW106135686 A TW 106135686A TW 106135686 A TW106135686 A TW 106135686A TW 201819159 A TW201819159 A TW 201819159A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- thermoplastic resin
- mold
- molded article
- continuous
- fiber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 title claims description 72
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims abstract description 186
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims abstract description 130
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 72
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 72
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 59
- 239000011199 continuous fiber reinforced thermoplastic Substances 0.000 claims description 31
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 26
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 26
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 25
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 46
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 45
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 42
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 32
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 15
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 12
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 11
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 10
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 8
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 8
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 7
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 5
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 5
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 5
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 5
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 4
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 4
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920006065 Leona® Polymers 0.000 description 3
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 3
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 3
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 3
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PGGROMGHWHXWJL-UHFFFAOYSA-N 4-(azepane-1-carbonyl)benzamide Chemical compound C1=CC(C(=O)N)=CC=C1C(=O)N1CCCCCC1 PGGROMGHWHXWJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 2
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- DJZKNOVUNYPPEE-UHFFFAOYSA-N tetradecane-1,4,11,14-tetracarboxamide Chemical compound NC(=O)CCCC(C(N)=O)CCCCCCC(C(N)=O)CCCC(N)=O DJZKNOVUNYPPEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 description 2
- 229920006346 thermoplastic polyester elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- VZXTWGWHSMCWGA-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazine-2,4-diamine Chemical compound NC1=NC=NC(N)=N1 VZXTWGWHSMCWGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IHWDSEPNZDYMNF-UHFFFAOYSA-N 1H-indol-2-amine Chemical compound C1=CC=C2NC(N)=CC2=C1 IHWDSEPNZDYMNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 2-(3-phenylmethoxyphenyl)-1,3-thiazole-4-carbaldehyde Chemical compound O=CC1=CSC(C=2C=C(OCC=3C=CC=CC=3)C=CC=2)=N1 OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSQZNZLOZXSBHA-UHFFFAOYSA-N 3,8-dioxabicyclo[8.2.2]tetradeca-1(12),10,13-triene-2,9-dione Chemical compound O=C1OCCCCOC(=O)C2=CC=C1C=C2 WSQZNZLOZXSBHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SXPGQGNWEWPWQZ-UHFFFAOYSA-N 4-(triethoxymethyl)dodecan-1-amine Chemical compound NCCCC(C(OCC)(OCC)OCC)CCCCCCCC SXPGQGNWEWPWQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- GVNWZKBFMFUVNX-UHFFFAOYSA-N Adipamide Chemical compound NC(=O)CCCCC(N)=O GVNWZKBFMFUVNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006310 Asahi-Kasei Polymers 0.000 description 1
- 206010004542 Bezoar Diseases 0.000 description 1
- AYBRUZVYGDCIKL-UHFFFAOYSA-N C(C1=CC=C(C(=O)O)C=C1)(=O)O.CC(C(N)N)CCC Chemical compound C(C1=CC=C(C(=O)O)C=C1)(=O)O.CC(C(N)N)CCC AYBRUZVYGDCIKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHHPVRJRTZVEAL-UHFFFAOYSA-N C=CC#N.CC=CC=C Chemical group C=CC#N.CC=CC=C RHHPVRJRTZVEAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- MHZGKXUYDGKKIU-UHFFFAOYSA-N Decylamine Chemical compound CCCCCCCCCCN MHZGKXUYDGKKIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 229920000572 Nylon 6/12 Polymers 0.000 description 1
- 229920008285 Poly(ether ketone) PEK Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920002433 Vinyl chloride-vinyl acetate copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006127 amorphous resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QSMOHLASMMAGIB-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC#N.CCCCOC(=O)C=C QSMOHLASMMAGIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- ZSBRYDJXHOFQMW-UHFFFAOYSA-N chloroethene;ethene;ethenyl acetate Chemical compound C=C.ClC=C.CC(=O)OC=C ZSBRYDJXHOFQMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006038 crystalline resin Polymers 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N dexamethasone Chemical compound C1CC2=CC(=O)C=C[C@]2(C)[C@]2(F)[C@@H]1[C@@H]1C[C@@H](C)[C@@](C(=O)CO)(O)[C@@]1(C)C[C@@H]2O UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005669 high impact polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004797 high-impact polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAYYNDKKHOIIOD-UHFFFAOYSA-N phthalamide Chemical compound NC(=O)C1=CC=CC=C1C(N)=O NAYYNDKKHOIIOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKJCHHZQLQNZHY-UHFFFAOYSA-N phthalimide Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NC(=O)C2=C1 XKJCHHZQLQNZHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920005670 poly(ethylene-vinyl chloride) Polymers 0.000 description 1
- 229920006111 poly(hexamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920002285 poly(styrene-co-acrylonitrile) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001470 polyketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 102220259718 rs34120878 Human genes 0.000 description 1
- 239000005336 safety glass Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920000638 styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920006345 thermoplastic polyamide Polymers 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B29D99/001—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings
- B29D99/0014—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings provided with ridges or ribs, e.g. joined ribs
-
- 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
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- 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
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/0809—Fabrics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本發明之課題在於提供一種使用熱塑性樹脂纖維複合材料而具有定形性及強度優異之突起部之成形品，以及生產性良好之成形方法。
上述課題之解決手段為一種成形品，其含有由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料，且成形品具有基板部(420)與突起部(403)，於突起部(403)中及基板部(420)中存在有連續強化纖維(170)，突起部(403)中之連續強化纖維(170)之高度hf的平均值，為突起部(403)之高度h的5%以上。
Description
本發明係關於由熱塑性樹脂纖維複合材料所構成之成形品及得到該成形品之壓縮成形法。
近年來，就使用在各種機械及汽車等之構造零件、壓力容器、及管狀的構造物等之成形品的材料而言，係有人提出由強化纖維與熱塑性樹脂纖維連續且均一地混合而成之複合絲、由複合絲所構成之布帛(以下亦稱為複合材料)、以及預先使熱塑性樹脂含浸於連續強化纖維之板材。使用布帛之成形品的成形方法，例如於專利文獻1中，係提出將布帛配置在已加熱至280℃之模具，使布帛的熱塑性樹脂部分熔融後，將模具冷卻至50℃而使其固化之方法。此外，可列舉出將板材預先加熱至熱塑性樹脂的熔點或玻璃轉移溫度以上，插入於溫度已調節至一定溫度之模具並壓縮成形之方法。
使用在各種機械及汽車等之成形品中，係有具有肋或突座(boss)等之突起部者。從可靠度之觀點來看，此成形品較佳為高強度者。雖然肋的高度愈高時，強 度補強效果愈高，但在使用布狀或板狀的複合材料作為基材時，僅藉由壓縮成形者，定形性會有問題。此外，突座或柱狀的突起部也與肋的情況相同，所能成形的高度亦受限。以往，係有人提出使用布狀或板狀的連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料，藉由壓縮成形或壓縮成形與射出成形之混合成形而使形狀起伏小的成形品成形之方法。
此外，作為要求機械強度之成形品的材料，係廣泛採用使基質樹脂含浸於由連續強化纖維等長纖維所構成之補強材料而成之被稱為預浸物的連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料。在使用預浸物作為材料時，將預浸物預熱而軟化後，插入於例如保持在30℃至150℃的一定溫度之模具並使其固化而製作成形品。
不過，為具有複雜形狀之成形品時，若使用預浸物並僅以壓縮成形法來製造，則會有因成形時的應力而使連續強化纖維在肋的根部周邊斷裂，或是無法良好地成形至突起部的端邊之問題，再者，由於該成形不完全，而有機械強度不足之問題。
因此，就具有複雜形狀之成形品的製造方法而言，例如於專利文獻1中係提出將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之構件A、以及由非連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之構件B重疊，並在遠紅外線加熱器內加熱至材料溫度成為260℃為止，然後於150℃進行冷卻加壓之方法。且該專利文獻1記載，根據此方法，可得到具有高度高的肋或突座且具有強度優異的複雜形狀之成形品。
[專利文獻1]日本特開2015-226986號公報
[專利文獻2]日本特開2015-101794號公報
然而，關於僅藉由壓縮成形而將具有複雜的肋或突座般之突起部之成形品成形之方法，尚未曾提出。此外，關於連續強化纖維有深入地入侵至突起部且強度優異之成形品以及該成形品的壓縮成形法，亦未曾提出。
另一方面，上述專利文獻1般之使用複數種基材之方法中，不僅耗費時間及成本，並且難以得到連續強化纖維有深入地入侵至突起部且強度更優異之成形品。
本發明係鑑於上述情形而研創者，其目的在於提供一種具有定形性及強度優異之突起部之複雜形狀的成形品，以及一種用以得到該成形品之壓縮成形法。
此外，本發明之目的在於提供以一種方法，係以一種預浸物並藉由一種成形法而得到定形性及強度優異之具有複雜形狀之成形品之方法。
亦即，本發明係如以下所述。
本發明之成形品，係含有由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料， 成形品具有基板部與突起部，於突起部中及基板部中存在有連續強化纖維，突起部中之連續強化纖維之高度的平均值，為突起部之高度的5%以上。
在此所謂「突起部」，係顯示從基板部突起為肋、突座、或柱狀(包含圓柱、圓錐台、四角柱、及四角錐等)之部分。
關於「突起部的高度」，係以肋為例並參考圖面來說明。第1圖為本發明之成形品的一實施形態之概略俯視圖。第3圖為第1圖中之肋403的短邊方向之剖面圖。第4圖為肋403之立體圖。
所謂「突起部的高度」，如第3圖所示，意指從基板部420之具有肋403的面420a起往垂直方向至肋403的頂端為止之距離(符號h)。
此外，所謂「突起部中之連續強化纖維的高度」，如第3圖所示，意指從基板部420上之具有肋403之側的面420a起至連續強化纖維170的頂端為止之垂直方向的距離(符號hf)。「連續強化纖維的頂端」，例如第4圖所示，即使於肋403的內部具有不存在部分連續強化纖維170之區域A，亦意指該區域內的測定點中之位於最高位置之連續強化纖維的端邊。
此外，關於柱狀突起部之「突起部中之連續強化纖維的高度」，係以四角錐狀突起部為例並參考圖面來說明。第6圖為四角錐之立體圖。第7圖為該四角錐之 剖面圖。第8圖為該四角錐之側面投影圖。
突起部為柱狀時之所謂「突起部中之連續強化纖維的高度」，如第7圖所示，意指從基板部420之具有四角錐413之側的面420a起至連續強化纖維170的頂端為止之垂直方向的距離hf。為柱狀時，「連續強化纖維的頂端」，例如第8圖所示，即使於突起部的內部具有不存在連續強化纖維之區域A或B，亦意指該區域內的測定點中之位於最高位置之連續強化纖維的端邊。
所謂「突起部中之連續強化纖維之高度的平均值」，意指上述所求取之「突起部中之連續強化纖維的高度」之關於突起部全體的平均值。
突起部中之連續強化纖維的高度及其平均值，在可以目視看到強化纖維時，係使用MathWorks公司的MATLAB軟體，從藉由數位相機所得到之側面投影影像來求取。在無法以目視確認強化纖維時，係使用軟性X射線裝置來拍攝強化纖維，並與以目視時相同，使用MathWorks公司的MATLAB軟體來求取高度及其平均值。
關於肋，由於短邊方向之連續強化纖維的高度對於平均值的影響小，而且長邊方向的2側面之連續強化纖維的高度皆為同等，因此「突起部中之連續強化纖維之高度的平均值」係設為於長邊方向的一側面上所求取之值。
突起部中之連續強化纖維的高度為突起部之高度的5%以上之區域，較佳為突起部之底邊的20%以上。
關於突起部為肋時之「連續強化纖維的高度為5%以上之區域為突起部之底邊的20%以上」，係參考第5圖來說明。第5圖為肋403之長邊方向的側面投影圖。第5圖中，以La來表示連續強化纖維的高度hf為5%以上之區域之上述長邊方向的長度。所謂「連續強化纖維的高度為5%以上之區域為突起部之底邊的20%以上」，意指其長度La為底邊的長度Lr的20%以上。突起部為肋時，由於短邊方向的影響小而可忽視，故以長邊方向的一側面相對於底邊的長度Lr之比率來表示。
當肋以外的突起部為四角柱時，例如以第6圖來說明時，係設為相對於底邊的長度L(2‧a1+2‧b1)所求取之值。
突起部中的連續強化纖維，較佳係與基板部中的連續強化纖維呈連續。在此，所謂「呈連續」，意指連續強化纖維從基板部連續地存在。就判定方法而予，可在對成形品進行燒毀處理後，確認強化纖維是否從基板部連續地殘存。此外，亦可藉由X射線CT來觀察而確認強化纖維的連續部分。
於突起部的底邊中，與基板部內部的連續強化纖維呈連續之突起部中的連續強化纖維所佔有之區域，較佳為底邊的20%以上，最佳為90%以上。
關於突起部為肋時之「與基板部呈連續之突起部中的連續強化纖維所佔有之區域為底邊的20%以上」，係參考第4圖來說明。如第4圖所示，例如於區域A中連續強化纖維未從基板部420內部呈連續，且於區域A以外的區域 中連續強化纖維呈連續時，所謂「與基板部呈連續之突起部中的連續強化纖維所佔有之區域為底邊的20%以上」，意指肋之長邊方向之一側面的底邊L(參考第5圖)中，呈連續之連續強化纖維所佔有之區域之長邊方向的長度Lb，為底邊的長度Lr的20%以上。此外，肋之連續強化纖維之高度的平均值，較佳為基板部的厚度T2以上，尤佳為2倍以上，更佳為3倍以上。再者，肋的高度相對於根部的厚度T1之h/T1，較佳為2以上，更佳為4以上，最佳為6以上。並且肋部之根部的厚度T1較佳為基板部的厚度T2以下，尤佳係肋部之根部的厚度T1為基板部的厚度T2的3/4以下，最佳為1/2以下。當肋部之根部的厚度T1較大時，基板部的連續強化纖維失去直線性，使基板部失去直線性，基板部的拉伸強度有降低之疑慮。此外，以肋部的高度為100%時，頂部10%的高度之連續纖維的密度Vf較佳為10%以下(參考第3圖)。
另一方面，例如以第8圖來說明柱狀突起部之情形。所謂「與基板部呈連續之突起部中的連續強化纖維所佔有之區域為底邊的20%以上」，意指突起部中之連續強化纖維所佔有之區域之底邊的長度Lb，為底邊的長度L的20%以上。
突起物中的熱塑性樹脂與基板部中的熱塑性樹脂較佳為同一物。當以與基板部為不同之樹脂或複合材料來構成突起物時，會形成不同材料間的界面，有時會產生接合部的強度較連續強化纖維複合材料部更差之問 題。
以突起物的高度設為100%時，底部10%的高度之連續纖維的密度Vf較佳為30%以上，更佳為50%以上。因為就突起物的強度而言，相對於來自頂部之荷重，應力容易集中於與基板部之接合部，故較佳係於此部分配置有連續強化纖維。
於射出成形中製作具有突起部之成形品時候，在將複合材料熔融填充於如肋般之刻入於模具模穴表面之較深之部分(凹部)時，已知者會產生稱為氣體阻塞之情形，使經熔融的熱塑性樹脂無法進入至凹部的前端，導致成形品的突起部未形成至端部。
本發明者們係發現到：作為解決此現象之方法，較佳係在產生氣體而引起氣體阻塞現象之時機中，有效率地去除模具內的氣體成分之方法，於本發明之壓縮成形法中，亦藉由在任意的時機中進行排氣，而製作具有突起部之壓縮成形品。
亦即，本發明之一種壓縮成形法，係將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料進行壓縮成形，而得到具有基板部及突起部之成形品之壓縮成形法，具備下述步驟：將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料插入於模具，一面壓縮一面將模具加熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上而定形，接著將模具冷卻至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，較佳為玻璃轉移溫 度-30℃以下或熔點-50℃以下，更佳為玻璃轉移溫度-50℃以下或熔點-100℃以下，以使熱塑性樹脂固化之壓縮成形步驟；以及於壓縮成形步驟中，將從連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料所產生之模具內的氣體成分釋出至模具外之步驟。
在此，所謂加熱上述模具之溫度，係顯示用以使模具的模穴表面成為期望的溫度之設定溫度。由於模穴表面為成形面，所以難以設置熱電偶等之溫度測定器，故難以測定實際上的模穴表面溫度。因此，模穴表面的溫度，係以在未成形之狀態下，預先取得設置在模穴表面附近之溫度測量器與溫度調節手段中的設定溫度之相互關係，並以成為期望的模穴表面溫度之方式來調節設定溫度。
加熱模具之溫度係以熔點或玻璃轉移溫度為基準，但在熱塑性樹脂為結晶性熱塑性樹脂時，使用熔點作為基準，而在熱塑性樹脂為非結晶性熱塑性樹脂時，則使用玻璃轉移溫度作為基準。
關於排氣，亦即上述將模具內的氣體成分釋出至模具外之步驟的具體方法，作為簡便的方法可採用下述方法：將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料插入於模具內後閉鎖模具，在模具溫度到達任意的溫度時，鬆緩鎖模力以將氣體從模具對準面(分模線)釋出。此外，其他形態可採用下述方法等：將模具模穴內或連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料內的空氣、或是伴隨著加熱所產生之氣體 成分抽吸。就空氣或氣體的抽吸手段而言，可從模具模穴設置排氣管線並使用真空泵。
此外，本發明之其他壓縮成形法，係將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之熱塑性樹脂複合材料進行壓縮成形，而得到具有基板部及突起部之成形品之壓縮成形法， 在將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料的至少一部分插入於模具時，將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料插入於模具之對應於突起部之凹部，一面壓縮一面將模具加熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上而賦型，接著將模具冷卻至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，較佳為玻璃轉移溫度-30℃以下或熔點-50℃以下，更佳為玻璃轉移溫度-50℃以下或熔點-100℃以下，以使熱塑性樹脂固化。
再者，本發明者們係進行精心探討，結果發現，藉由設為特定的製造條件，可使用一種預浸物並僅藉由一種壓縮成形法，而製造出具有突起物之複雜形狀的成形品，遂完成本發明。
亦即，本發明之另外的壓縮成形法如以下所述。
一種壓縮成形法，係將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之預浸物進行壓縮成形，而得到具有基板部及突起部之成形品之壓縮成形法，將預浸物預熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上而使其軟化， 將軟化後之預浸物插入於模具，將模具加熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-80℃以上或熔點-80℃以上，而將預浸物賦型，接著將模具冷卻至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，以使熱塑性樹脂固化。
在此，所謂加熱上述模具之溫度，為模具的設定溫度。
雖然加熱模具之溫度係以熔點或玻璃轉移溫度為基準，但在熱塑性樹脂為結晶性熱塑性樹脂時，使用熔點作為基準，而在熱塑性樹脂為非結晶性熱塑性樹脂時，則使用玻璃轉移溫度作為基準。
根據本發明之成形品，可得到定形性及強度優異之突起部。
此外，根據本發明之一種壓縮成形法或本發明之其他壓縮成形法，能夠生產性良好地製造出具有定形性及強度優異之突起部之成形品。
根據本發明之另外的壓縮成形法，能夠以一種預浸物，不須與其他成形法組合，僅藉由壓縮成形法而得到定形性及強度優異之具有複雜形狀之成形品。
100、200‧‧‧模具
10、20、201‧‧‧模具部分
11、21、310、320‧‧‧第一部分
12、22‧‧‧第二部分
13、23、313、323‧‧‧第一溫度調節手段(冷卻介質通路)
14、24‧‧‧第二溫度調節手段(棒狀匣式加熱器)
15、25‧‧‧隔熱板
16、26‧‧‧與模穴表面為相反側的面
30‧‧‧模穴
31、32‧‧‧模穴表面
33‧‧‧路徑
40‧‧‧彈簧
50‧‧‧密封用襯墊
60‧‧‧真空管線
70‧‧‧布帛
71、78、400、440‧‧‧成形品
72‧‧‧混合成形品
77‧‧‧預浸物
80‧‧‧射出成形機
81‧‧‧熱塑性樹脂
90‧‧‧流道部
L0‧‧‧從模穴表面至第一溫度調節手段為止之距離
L1‧‧‧從模穴表面至與模穴表面為相反側的面為止之距離
L2‧‧‧從第一溫度調節手段至第二溫度調節手段為止之距離
V0‧‧‧模具部分的體積
V(I)‧‧‧第一部分的體積
V(II)‧‧‧第二部分的體積
170‧‧‧連續強化纖維
401、402‧‧‧孔
403、405、407‧‧‧肋
409、410‧‧‧突座
411、412‧‧‧圓錐台
413‧‧‧四角錐
414、415‧‧‧四角柱
420‧‧‧基板部
420a‧‧‧基板部的表面
500、600‧‧‧試驗片
h‧‧‧突起部的高度
hf‧‧‧連續強化纖維的高度
lr‧‧‧肋之長邊方向之底邊的長度
L‧‧‧底邊的長度
La‧‧‧連續強化纖維的高度為突起部之高度的5%以上之區域的長度
Lb‧‧‧突起部中的連續強化纖維與基板部的連續強化纖維呈連續之區域的長度
T1‧‧‧突起部之根部的厚度
T2‧‧‧基板部的厚度
T3‧‧‧突起部之前端面的厚度
第1圖為本發明之成形品之概略俯視圖。
第2圖為第1圖中之A-A'剖面圖。
第3圖為肋之剖面圖。
第4圖為肋之立體圖。
第5圖為肋之長邊方向的側面投影圖，且係說明連續強化纖維的高度為突起部之高度的5%以上之區域，為底邊的20%以上者之圖。
第6圖為四角錐之立體圖。
第7圖為四角錐之剖面圖。
第8圖為四角錐的4側面之側面投影圖。
第9圖為顯示本發明之壓縮成形法之概略立體圖。
第10圖為將射出成形法組合於本發明之壓縮成形法之混合成形方法之概略立體圖。
第11圖為本發明之壓縮成形法所使用之模具的一實施形態之概略剖面圖。
第12圖為用以說明本發明之壓縮成形法所使用之模具的一實施形態的詳細內容之概略剖面圖。
第13圖為用以將第1圖中的成形品成形之模具之剖面圖。
第14圖為四角柱之概略立體圖。
第15圖為圓錐台之概略立體圖。
第16圖為說明對本發明之成形品所進行之拉伸試驗方法之概略圖。
第17圖為說明對本發明之成形品所進行之彎曲試驗方法之概略圖。
以下說明本發明。
參考圖面來說明本發明之成形品的一實施形態。第1圖為成形品的一實施形態之概略俯視圖。第2圖為第1圖中之A-A'剖面圖。
如第1圖所示，成形品400，具備：基板部420，孔401、402，以及由肋(403、405、407)、突座(409、410)、圓錐台(411、412)、四角錐413、及四角柱(414、415)所構成之突起部。
本實施形態之成形品，如第2圖所示，於肋內部(403、405、407)、及圓錐台(411、412)內部，存在有連續強化纖維170。肋內部及圓錐台內部的連續強化纖維170，係未斷裂而與基板部420的連續強化纖維170呈連續。
肋之連續強化纖維之高度hf的平均值，如上述般，為突起部之高度h的5%以上，較佳為10%以上，尤佳為突起部之高度的20%以上，更佳為50%以上，最佳為90%以上。藉由使連續強化纖維之高度的平均值成為5%以上，可使突起部具有適當的強度。
關於突起部的至少一個，只要是連續強化纖維之高度hf的平均值為突起部之高度h的5%以上即可，於兩個以上的突起部中為5%以上者尤佳，於全部突起部中為5%以上者最佳。
同種類的突起部具有複數個時，同種類的突起部中， 只要於至少一個中滿足上述平均值即可，於兩個以上中滿足上述平均值亦可，最佳為於同種類的突起部的全部中皆滿足上述平均值。
突起部中之連續強化纖維的高度為突起部之高度的5%以上之區域，較佳為突起部之底邊的20%以上，更佳為50%以上，特佳為80%以上，最佳為100%。藉由成為底邊的20%以上，即使其他區域未呈連續，亦可使突起部具有適當的強度。
當於突起部之根部的一部分上，纖維不存在之區域過寬時，可能從該處成為破壞的起點，所以於各個突起部中的根部上，無纖維插入的部分較佳為50%以下，更佳為20%以下，最佳為5%以下。
突起部中的連續強化纖維，於內部可具有部分斷裂之部分，亦可一部分從基板部分離而存在，但較佳為纖維無裂開及斷裂，基板部內部與突起部內部的連續強化纖維以連續狀態而存在。
突起部，係使熔融或半熔融的複合材料，藉由壓縮成形插入於對應於模具的突起部之部分而形成。此時，熱塑性樹脂，與連續強化纖維相比，更容易插入至突起部的前端為止。另一方面，連續強化纖維，雖因難以移動而難以插入於突起部，但插入距離愈長，突起部強度愈強。本發明之成形品中，藉由後述特定的壓縮條件、以及成形時之模具溫度的調整，可得到連續強化纖維深入地插入於突起部之成形品。較佳者，突起部的高度較基板部 的厚度T2大，且突起部中之連續強化纖維的高度為成形品之基板部的厚度T2以上。突起部的高度，尤佳為基板部之厚度T2的2倍以上，更佳為基板部之厚度T2的3倍以上。
此外，較佳者，突起部的高度h為基板部之厚度T2的2倍以上，且突起部之根部的厚度T1為基板部的厚度T2以下。
突起部中的熱塑性樹脂與基板部中的熱塑性樹脂，較佳為同一物。一般而言，當使用連續強化纖維複合材料來製作具有肋或突座形狀之成形品時，突座或肋部，一般是採用：設置與用以形成基板部所設置之連續強化複合材料為不同的材料，例如為錐狀者並進行壓縮成形，或是基板部主要藉由壓縮成形來形成，突座或肋之突起部藉由射出成形來形成之混合成形。本發明中亦可採用此等方法，但僅以形成基板部之單一種連續強化纖維複合材料來形成突起部者，於生產性、設備面而言為簡便，且經濟效果亦高。再者，藉由僅以單一種連續強化纖維複合材料來形成突起部，基本上由於基板部與突起部的熱塑性樹脂是以同一材料所形成，所以不存在不同材料間的明確界面，尤其不存在作為基材之熱塑性樹脂的界面。此對於確保突起部的強度極為重要。
如上述所記載，當以同一種纖維強化熱塑性複合材料來製作成形體的基板部與突起物時，基本上，設置於基板部之材料是藉由壓縮成形將樹脂插入於突起部而形成。此時，連續強化纖維亦插入於突起部，突起部之 與基板部之結合部分的強度，作為構造構件乃為重要，連續纖維的密度Vf，於基板部附近較佳係高於突起部的前端。
以下說明本發明之壓縮成形法的一實施形態。第9圖為顯示壓縮成形法之概略立體圖。
本發明之壓縮成形法的一實施形態，係將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料壓縮成形，而得到具有基板部及突起部之成形品之壓縮成形法，係具備：將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料插入於模具，一面壓縮一面將模具加熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上而賦型，接著將模具冷卻至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，較佳為玻璃轉移溫度-30℃以下或熔點-50℃以下，更佳為玻璃轉移溫度-50℃以下或熔點-100℃以下，以使熱塑性樹脂固化之壓縮成形步驟；以及於壓縮成形步驟中，將從連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料所產生之模具內的氣體成分釋出至模具外之步驟。以下參考圖面來具體說明。
首先如第9圖a所示，開啟由模具部分10、20所構成之模具100。
接著如第9圖b所示，將複合材料之作為布狀的基材 之布帛70裁切為期望的形狀，並插入於模穴30。
-加熱步驟-
接著如第9圖c所示，閉鎖模具100(鎖模)，一面壓縮一面使模穴表面的溫度上升。模具之模穴表面的溫度，係設定為構成複合材料之熱塑性樹脂的熔點以上或玻璃轉移溫度以上，並藉由後述第二溫度調節手段14、24經常調溫至一定溫度。藉由加熱後之模穴表面，使設置在模穴之布帛的熱塑性樹脂部分迅速地熔融。因應所得到之成形品的期望厚度，來調整插入於模穴表面30之布帛70的片數。
在此，複合材料，可將常溫物插入於模具內，或是在插入於模具內之前預熱。尤其當使用板狀的預浸物作為複合材料時，較佳係將複合材料預熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-30℃以上或熔點-30℃以上，更佳係將複合材料預熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上。使用布帛狀物作為複合材料時，與板狀物相同，可在插入於模具內之前預熱，或是不預熱。藉由進行預熱，可去除布帛中的氣體成分，而提升定形性。
藉由壓縮成形來賦型時之模具模穴表面的溫度，為熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-100℃以上且玻璃轉移溫度+100℃以下、或是熔點-100℃以上熔點且+100℃以下，較佳為玻璃轉移溫度-50℃以上且玻璃轉移溫度+50℃以下、或是熔點-50℃以上且熔點+50℃以下，更佳為玻璃 轉移溫度-30℃以上且玻璃轉移溫度+30℃以下、或是熔點-30℃以上且熔點+30℃以下。
-升溫速度及降溫速度-
本發明中，較佳為可對模具的模穴表面進行急加熱、急冷卻之高循環成形。壓縮成形步驟中，加熱模具時之升溫速度為30℃/分鐘以上，冷卻模具時之降溫速度為30℃/分鐘以上，並且加熱溫度與冷卻溫度之差為80℃以上。較佳係升溫速度為80℃/分鐘以上，降溫速度為100℃/分鐘以上，並且加熱溫度與冷卻溫度之差為100℃以上，更佳係升溫速度為150℃/分鐘以上，降溫速度為200℃/分鐘以上，並且加熱溫度與冷卻溫度之差為120℃以上。
升溫速度與降溫速度可藉由設為30℃/分鐘以上而提升生產性。此外，藉由將溫度差設為80℃以上，可提升樹脂往強化連續纖維之含浸性，以及取出成形品時之固化性及脫模性。愈是高溫，含浸性愈佳，愈是低溫，固化性及脫模性愈佳。
在此，加熱溫度與冷卻溫度為急加熱或急冷卻時之目標設定的溫度。將急加熱時之目標的溫度稱為目標高溫溫度，將急冷卻時之目標的溫度稱為目標低溫溫度。所謂降溫速度，為將模具模穴表面從目標高溫溫度冷卻至目標低溫溫度為止時之速度。此外，所謂升溫速度，為將模穴從目標低溫溫度升溫至目標高溫溫度為止時之速度。
將模穴表面急加熱至構成連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料之熱塑性樹脂的熔點或玻璃轉移溫度以上，使熱塑性樹脂熔融，接著在將模具鎖模之狀態下，將模穴表面急冷卻至未達熱塑性樹脂的熔點或玻璃轉移溫度，使熱塑性樹脂冷卻而固化，藉此可得到高循環且經濟性優異之熱塑性樹脂纖維複合成形品。
-冷卻固化步驟-
接著在將模具鎖模之狀態下，將模具100的模穴表面31、32冷卻至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，較佳為玻璃轉移溫度-30℃以下或熔點-50℃以下，更佳為玻璃轉移溫度-50℃以下或熔點-100℃以下，以使熱塑性樹脂固化。
-氣體釋出步驟-
從插入布帛70之步驟起至使熱塑性樹脂固化為止之步驟中，使所產生之氣體成分從布帛70釋出至模具外。壓縮成形法中，與射出成形不同，在將模具鎖模之階段中，於任意階段中暫時解除鎖模力之多段壓縮法乃特別有效。尤其在本發明的一形態之可變地改變模具的溫度之壓縮成形法中，複合材料被加熱至一定溫度，並在產生氣體之階段中將氣體排出者，對於具有突起部之複雜形狀品的製作乃為有效。
上述所謂「產生氣體之階段」，為插入於模 具內之複合材料被加熱至一定溫度之階段，較佳的加熱溫度為「熔點-100℃以上或玻璃轉移溫度-100℃以上」，更佳為「熔點-60℃以上或玻璃轉移溫度-60℃以上」。
釋出模具內的氣體之其他形態，可列舉出對模具內進行真空抽吸以去除複合材料所產生之氣體之方法。
去除模具內所產生之氣體之方法，除了上述調整模具壓縮時的壓縮壓力之方法之外，亦可列舉出以下方法。例如可列舉出設置連通於模具模穴之排氣用的狹縫以去除氣體之方法。狹縫可設置在模具的分模面，或是設置在模具突出銷。再者，亦可利用構成模具模穴之模具的分割面。
接著如第9圖d及第9圖e所示，開啟模具100並取出成形品71。成形品的取出溫度，較佳為玻璃轉移溫度-30℃以下或熔點-80℃以下，更佳為玻璃轉移溫度-50℃以下或熔點-100℃以下。
取出成形品後，再次將複合材料之作為布狀的基材之布帛裁切為期望的形狀，插入於模穴，並閉鎖模具。之後重複進行壓縮成形步驟而製作出成形品。
取出成形品的同時或取出成形品後，例如可使高壓的加熱蒸氣或低壓的過熱蒸氣流通於模具的冷卻介質通路，以提高模具模穴表面的溫度。
再者，可使300℃以上的過熱蒸氣流通於插入布帛前的模穴表面，以加熱模穴表面。
此外，在將布帛插入於模穴後，可使300 ℃以上的過熱蒸氣從真空管線流入於模穴內，以直接加熱基材。流入於模具內之過熱蒸氣，在流入期望時間後，可從真空管線中去除。
根據本發明之壓縮成形法，於壓縮成形步驟中，由於具備釋出氣體成分之步驟，所以複合材料可進入至突起部的深處，而能夠得到強度優異之熱塑性樹脂纖維複合成形品。
接著說明本發明之壓縮成形法的其他實施形態。
本實施形態，係具備將複合材料插入於模具之對應於突起部之凹部之步驟，來取代上述一實施形態之壓縮成形法的氣體釋出步驟。
亦即，本實施形態之壓縮成形法，係將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之熱塑性樹脂複合材料進行壓縮成形，而得到具有基板部及突起部之成形品之壓縮成形法，
其中，在將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料插入於模具時，將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料的至少一部分插入於模具之對應於突起部之凹部，一面壓縮一面將模具加熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上而賦型，接著將模具冷卻至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，以使熱塑性樹脂固化。
將連續強化纖維插入於突起部中，係有：與熱塑性樹脂於模具內的熔融、流動時一同流動之方法，以及於突起物內預先插入至少一部分的複合材料之方法。
將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料的一部分插入於模具的凹部之方法，例如當重疊複數片布帛而使用時，可列舉出將適合於期望的成形品厚度之片數的布帛投入於模具模穴內，並將其中的至少1片插入於模具內，然後使用金屬製的薄板等來壓入於凹部。
複合材料只要插入於複數個凹部中的至少一個凹部即可，尤佳為兩個以上。
此外，只要插入於同種類的凹部中的至少一個凹部即可，尤佳為兩個以上，最佳為插入於同種類的所有凹部。
連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料往模具的凹部之插入量，因凹部的體積及製造條件的詳細內容之不同而不同，較佳係調整成使連續強化纖維之高度的平均值為突起部之高度的5%以上。此外，較佳係調整成於突起部之底邊的20%以上中複合材料與基板部內部的連續強化纖維呈連續。
根據本實施形態之壓縮成形法，由於可使連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料存在於突起部內部的廣泛區域中，所以可得到突起部的強度優異之成形品。
本發明之壓縮成形法，亦可與射出成形步驟組合而作為混合成形方法利用。第10圖為顯示混合成形之概略圖。對於與第9圖為相同之要素，附加相同符號，並省略其說明(以下相同)。
如第10圖a及第10圖b所示，以與壓縮成形法相同之步驟插入布帛70。
如第10圖c所示，於用以進行混合成形之模具200的模具部分201，係藉由一般所知的方法，設置有從射出成形機80填充熱塑性樹脂之流道部90。
填充熱塑性樹脂後，如第10圖d所示，開啟模具，並如第10圖e所示，取出由布帛70與熱塑性樹脂81所構成之混合成形品72。
此混合成形方法中，於藉由射出成形機來填充熱塑性樹脂前，可設置上述第一實施形態所例示之將模具內所產生之氣體釋出之步驟。釋出氣體之具體方法，可同樣地使用上述實施形態的方法。
接著參考圖式來說明本發明之壓縮成形法所能夠使用之模具的一實施形態。本發明之壓縮成形法所能夠使用之模具並不限定於以下所說明者。第11圖為顯示印盒型模具的一實施形態之概略剖面圖。
如第11圖所示，模具100，係具備：屬於上模具的模具部分10、屬於下模具的模具部分20、以及隔熱板15、25，並藉由模具部分10與模具部分20來形成模穴30。將複合材料等設置在模穴30以將成形品賦型。
模具部分10，係具備：於模穴表面31附近至少可冷卻模穴表面31之由複數條冷卻介質通路所構成 之第一溫度調節手段13；以及於第一溫度調節手段13之與模穴表面31為相反側，至少可加熱模穴表面31之由複數個棒狀匣式加熱器所構成之第二溫度調節手段14。
此外，模具部分20，亦同樣具備：於模穴表面32附近至少可冷卻模穴表面32之由複數條冷卻介質通路所構成之第一溫度調節手段23；以及於第一溫度調節手段23之與模穴表面32為相反側，至少可加熱模穴表面32之由複數個棒狀匣式加熱器所構成之第二溫度調節手段24。
模具部分10，是分割為具有第一溫度調節手段13之第一部分11與具有第二溫度調節手段14之第二部分12之構造，且構成第一部分11與第二部分12可藉由彈簧40而分離。
此外，模具部分20，亦同樣是分割為具有第一溫度調節手段23之第一部分21與具有第二溫度調節手段24之第二部分22之構造，且構成第一部分21與第二部分22可藉由彈簧40而分離。
於模具部分20中，設置有於鎖模時用以將模穴30減壓之減壓路徑33。減壓路徑33係藉由真空管線60而與設置於成形用模具的外部之減壓手段(圖中未顯示)連結。於模具部分10與模具部分20之間，設置有密封用襯墊50。
接著使用第12圖來進一步說明模具部分的詳細內容。第12圖為用以說明模具的詳細內容之概略剖面圖，並省略一部分的構成要素。
如第12圖所示，模具部分10、20中，從模穴表面31至第一溫度調節手段13為止之距離L0，與從模穴表面31至與模穴表面31為相反側的面16為止之距離L1，較佳係滿足下述關係。
(L1/L0)>3
當成形用模具是由複數個模具部分所構成時，滿足上述數值範圍之模具部分，只要至少一個即可，尤佳係全部的模具部分滿足上述數值範圍。
在此，所謂從模穴表面至第一溫度調節手段為止之距離L0，意指在垂直於模具的模穴表面之剖面中，從模穴表面至第一溫度調節手段的中心為止之距離。
此外，所謂從第一溫度調節手段至第二溫度調節手段為止之距離L2，意指在垂直於模具的模穴表面之剖面中，從第一溫度調節手段的中心至第二溫度調節手段的中心為止之距離。
此外，所謂從模穴表面至與模穴表面為相反側的面為止之距離L1，意指在垂直於模具的模穴表面之剖面中之距離。
當模穴表面為凹凸形狀，且從模穴表面至第一溫度調節手段為止之距離因位置的不同而不同時，從模穴表面至第一溫度調節手段的中心為止之距離L0，意指此等中的最短距離。
此外，當模穴表面為凹凸形狀，且第一溫度調節手段沿著該凹凸形狀而從模穴表面以同距離地設置時，從第一 溫度調節手段至第二溫度調節手段為止之距離L2，會因位置的不同而不同。此時所謂從第一溫度調節手段至第二溫度調節手段為止之距離L2，意指不同L2中的最短距離。
此外，模穴表面為凹凸形狀時之所謂從模穴表面至與模穴表面為相反側的面為止之距離L1，意指不同L1的平均距離。
此外，當第一溫度調節手段及第二溫度調節手段具備複數條冷卻介質通路或複數個加熱器而成時，對於1個通路或加熱器之離模穴表面的距離因位置的不同而不同時，係設為全部通路或加熱器之最短距離的平均值。
此外，當第一部分與第二部分以同樣材料一體形成時，第一部分與第二部分之交界，係設為在垂直於模具的模穴表面之剖面中之從第一溫度調節手段的中心往第二溫度調節手段側遠離L0之位置。
本實施形態之模具，係具有於模穴表面附近設置至少進行冷卻之第一溫度調節手段之構造，並在較第一溫度調節手段更遠離模穴表面之處設置至少進行加熱之第二溫度調節手段。第二溫度調節手段，是藉由加熱模具部分全體來加熱模穴表面。
第一溫度調節手段雖愈接近於模穴表面愈佳，但從模具的強度、設計上的限制來看，必須設置一定的距離。從模穴表面至第一溫度調節手段為止之距離L0，雖取決於第一溫度手段的尺寸，但較佳為30mm以下，尤佳為20mm以下，更佳為10mm以下。L0的下限值並無特 別限制，雖取決於第一溫度手段的尺寸，但從模具之強度上的限制來看，從第一溫度調節手段的端部至模具模穴表面為止之距離，較佳為3mm以上，尤佳為6mm以上。
本實施形態之模具中，從模穴表面至第一溫度調節手段為止之距離L0，與從模穴表面至與模穴表面為相反側的面為止之距離L1之關係，較佳為(L1/L0)>3，尤佳為(L1/L0)>5，最佳為(L1/L0)>10。
藉由設為(L1/L0)>3，與冷卻部分相比，可增大高溫之蓄熱部分的容量，而能夠有效率地實施模具加熱時的急加熱。此外，進行冷卻之第一溫度調節手段愈接近於模穴表面，於冷卻時愈可迅速冷卻成形品。再者，冷卻部分愈少，於模具加熱時愈可迅速加熱模具。
在此，所謂冷卻部分，為經第一溫度調節手段所冷卻之部分，且至少顯示出第一部分。此外，所謂蓄熱部分，為經第二溫度調節手段所加熱之部分，且至少顯示出第二部分。
再者，從第一溫度調節手段至第二溫度調節手段為止之距離L2，為L2>L0，較佳為2<L2/L0<10。
藉由設為L2>L0，於冷卻時可良好地防止冷卻至第二溫度調節手段之情形，另一方面，於加熱時可防止第二溫度調節手段之控制功率的紊亂。
於模穴表面的溫度控制中，當模穴表面溫度的上下溫度差僅為些許時，L0與L2以盡可能接近者為佳。然而，在使複合材料成形時，由於模具模穴溫度之上限值與下限 值的差例如為50℃以上，較佳為100℃以上，更佳為150℃以上之較大值，故較佳係設為上述範圍。
模具部分可為具備具有第一溫度調節手段之第一部分、以及具有第二溫度調節手段之第二部分而成者。此時，第一部分與第二部分可使用相同材質的材料，但尤佳係使用熱傳導率較第二部分的材料佳之材質作為第一部分的材料。藉由使用熱傳導率佳之材質的材料作為第一部分，於冷卻時可急速冷卻第一部分。再者，在停止第一部分之第一溫度調節手段的冷卻而進行加熱時，亦可將所蓄熱之熱迅速地傳導至具有第二溫度調節手段之第二部分。
於具備具有作為第一溫度調節手段的冷卻介質通路之第一部分、以及具有第二溫度調節手段之第二部分之構造時，如第12圖所示，第一部分的體積V(I)與實質上被加熱之模具部分的體積V0之關係，較佳為(V0/V(I))>1.3。此外，較佳為(V0/V(I))<3。為了對第一部分進行急加熱、急冷卻，以降低V(I)者為佳，第二部分的體積V(II)，從貯熱之觀點來看，容量愈大愈佳，故較佳為(V0/V(I))>1.3。另一方面，V(I)的容量，從模具的強度、模穴表面的形狀限制等之問題來看，減量化仍有侷限性。第二部分的體積V(II)過大時，由於初期加熱較耗費時間，或是熱往模具外的釋出增大等問題，仍有侷限性。再者，V(I)的減量化，從強度或模穴表面形狀之限制來看，仍有侷限性，故較佳為(V0/V(I))<3。
亦即，模穴表面的加熱，藉由來自具有可蓄熱一定量的熱之蓄熱部分的功用之第二部分之熱的供給，可將模穴表面急加熱而將設置在模穴之材料的熱塑性樹脂加熱熔融。在此，蓄熱部分的容量愈大，愈可有效地加熱模穴表面。惟蓄熱部分之容量的大小，從設備上以及伴隨著加熱之消耗能量之觀點來看，可因應模具或成形設備的大小來適當地決定。
亦即，模穴表面的加熱，藉由來自具有可蓄熱一定量的熱之蓄熱部分的功用之第二部分之熱的供給，可將模穴表面急加熱而將設置在模穴之材料的熱塑性樹脂加熱熔融。
另一方面，模穴表面的冷卻，例如在將第一溫度調節手段設為複數條冷卻介質通路時，藉由使冷卻介質流通於模穴表面附近的冷卻介質通路，可將模穴表面急冷卻而使熔融的熱塑性樹脂冷卻固化。此時，由於僅冷卻模穴表面附近，所以具有冷卻通路之部分的模具容量愈小愈佳，冷卻介質通路以愈接近模穴表面者愈佳。
第一部分與第二部分可使用相同材料，亦可使用熱傳導率不同之材料。第一部分的體積V(I)及第一部分之材質的熱傳導率C(I)(J/s‧m‧K)，與第二部分的體積V(II)及第二部分之材質的熱傳導率C(II)(J/s‧m‧K)，較佳為{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}>3，更佳為{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}>5，最佳為{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}>10。
藉由設為{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}>3，於冷卻時可迅速地冷卻模穴表面，於加熱時可藉由第二部分的蓄熱而迅速地升溫。
第一部分之材質的熱傳導率C(I)(J/s‧m‧K)，較佳為具有第二溫度調節手段之第二部分之材質的熱傳導率C(II)(J/s‧m‧K)之3.5倍以上。亦即，於冷卻時，熱傳導率較高者可迅速冷卻，於加熱時，熱傳導率較高者可迅速從蓄熱部中吸取熱能而加熱。此情形尤其在冷卻第一部分時，可藉由分離而得到更高效果。於冷卻時未分離之情況下，第一部分的熱傳導率佳者，於冷卻時有時亦會將具有蓄熱部的功能之第二部分冷卻，故需適當地使材料達到最適化。
第一部分與第二部分，更佳係設為可分離之構造。將模穴加熱至期望的溫度後，於模穴閉鎖之狀態下對模具進行些微的開模動作，將第一部分11與第二部分12以及第一部分21與第二部分22分離，並設置空氣的隔熱層者，對於提升成形循環亦為有效。
具體的方法，可將彈簧40插入於第一部分與第二部分之間，使模具些微地開啟，藉此可在閉鎖模穴之狀態下分離第一部分與第二部分。分離可在複數個模具部分的至少一個中進行。
在將模具分離之狀態下將冷卻水壓入於冷卻介質通路等，以將包含模穴之第一部分冷卻。此時，以不開啟模穴之方式，使用彈簧或油壓壓缸將模具模穴表面 保持閉鎖狀態。在模具模穴表面成為熱塑性樹脂的加熱變形溫度以下為一定時間後，停止冷卻水，並視需要將壓縮空氣導入於冷卻介質通路，以將冷卻介質通路內的水排出。
第一部分的冷卻，當以複數條冷卻介質通路來構成第一溫度調節手段時，可藉由使冷卻介質流通來達成，但如何使冷卻介質迅速且大量地流通，係大幅影響是否可將模穴表面急冷卻者。
因此，較佳係設為可使冷卻介質單獨流通於各冷卻介質通路之構造。具體例可列舉出可使同溫度的冷卻介質同時流通之歧管(manifold)。可將歧管設置在模具外部之冷卻介質通路的流入側，並可使冷卻介質同時從歧管流通於各冷卻介質通路，此外，若於冷卻介質的排出側亦設置歧管而排出，則更有效率。
流量會大幅影響冷卻效率，可視需要使用加壓泵等以使冷卻介質流通。此外，亦可使用市售的加壓溫調機。
於冷卻介質通路中流通之介質，可列舉出水、冷卻液、碳酸氣體、壓縮氣體等。此外，介質可為1種，或是使溫度不同的介質分段地流通。例如，在將模穴表面加熱至300℃時，可使150℃的加壓溫水流通數秒，然後使60℃的溫調水、以及10℃的冷卻水分段地流通，使模具到達一定溫度後，再使150℃的加壓溫水流通，以將模穴表面調整至成為均一溫度。
當將複合材料設置在模穴並於模穴內進行加熱壓縮成形，使複合材料的熱塑性樹脂熔融固化而得到 成形品時，熱塑性樹脂往連續強化纖維之含浸性，對於所得到之成形品的特性會帶來較大影響。若模具內存在有空氣時，於熱塑性樹脂的熔融時，空氣會於成形品中殘留成為孔隙，而成為於連續強化纖維內形成細微的未含浸部分之原因。藉由在模具內去除此等空氣或從樹脂所產生之氣體，可更迅速得到含浸有熱塑性樹脂之成形品。就釋出模具內所產生之氣體成分之方法而言，可設置於鎖模時可將模穴減壓至真空之減壓路徑，或是在先閉鎖模具並以高溫加熱複合材料後，暫時開啟模具壓力以將從複合材料所產生之氣體成分釋出至模具外。
暫時開啟模具壓力時之模具模穴的溫度，較佳為熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-50℃以上且玻璃轉移溫度+50℃以下、熔點-100℃以上且熔點+50℃以下，更佳為玻璃轉移溫度-30℃以上且玻璃轉移溫度+30℃以下、熔點-80℃以上且熔點+10℃以下，最佳為玻璃轉移溫度-30℃以上且玻璃轉移溫度以下、熔點-80℃以上且熔點以下。用以排氣之模具鎖模壓力開啟，可一面使模具溫度上升一面進行複數次，但至少首次的模具壓力開啟，較佳是在玻璃轉移溫度以下或熔點以下進行。
本發明所使用之模具的一種使用形態，係要求於模具內加熱複合材料以使熱塑性樹脂熔融者。雖因熱塑性樹脂種類的不同而不同，但第二溫度調節手段中，於非結晶樹脂時，係將第二部分的平均溫度設定為模穴內所設置之熱塑性樹脂材料的玻璃轉移溫度以上，較佳為玻 璃轉移溫度+30℃以上，最佳為玻璃轉移溫度+50℃以上。於結晶樹脂時，係設定為模穴內所設置之熱塑性樹脂材料的熔點以上，較佳為熔點+30℃以上，最佳為熔點+50℃以上。
所謂第二部分的平均溫度，為模具第二部分的平均溫度，測定法的一例係採用：於第二溫度調節手段的附近，亦即距離10mm至30mm之位置的模具內部裝入溫度計來測定溫度之方法。當使用匣式加熱器作為第二溫度調節手段時，溫度控制係有檢測前述溫度來控制電源的開閉，或是進行PID控制(Proportional-Integral-Differential Controller：比例積分微分控制器)來調整電源的容量之方法等。
此外，第二溫度調節手段並無特別限制，除了棒狀匣式加熱器之外，亦有利用加熱油、水蒸氣般的加熱介質，或是利用電阻之加熱器等，為了將模具保持在熱塑性樹脂的熔點以上之高溫，從泛用性、性能之方面來看，較佳為加熱型加熱器。加熱器的種類，係有陶瓷加熱器、護套加熱器等，但就簡便性、性能上，可較佳地使用棒狀匣式加熱器。
本實施形態中，係說明模具部分10及模具部分20之各第一部分11、21與第二部分12、22構成可分離之情形，但亦可不設置彈簧40，而是藉由接著劑等一體地形成。
隔熱板15、25，由於具有抑制因熱傳導所 造成之往成形機的熱流動之作用，故以設置在模具100與成形機之連結部者為佳。
上述成形用模具可適用在壓縮成形，並藉由適當地設置可進行射出成形之機構，例如澆道(sprue)形成部、流道形成部等，亦可適用在：與在壓縮成形後將熱塑性樹脂熔融填充之射出成形之混合成形。
由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料，可列舉出：連續強化纖維與熱塑性樹脂纖維呈連續且均一地混合之複合絲、將熱塑性樹脂塗佈於連續強化纖維之複合絲、使熱塑性樹脂含浸於連續強化纖維之複合絲、由複合絲所構成之布帛、或是使熱塑性樹脂含浸於連續強化纖維之板狀的預浸物。預浸物的製法並無特別規定，可使用：將熱塑性樹脂的粉體狀物添加於連續強化纖維，並預先藉由熱壓而形成為板狀者；或是藉由熱壓將連續強化纖維與熱塑性樹脂膜形成為板狀者等。再者，可使用：將連續強化纖維與熱塑性樹脂纖維進行混纖，編織為混纖絲並製作布帛後，將所得者加熱至熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度或熔點以上，使熱塑性樹脂含浸於強化纖維並冷卻固化而得到之板狀物。
連續強化纖維可使用一般被用作為纖維材料複合材 料者，例如可列舉出選自由玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維(aramid fiber)、超高強力聚乙烯纖維、聚吲哚(Polybenzazole)纖維、液晶聚酯纖維、聚酮纖維、金屬纖維、陶瓷纖維所組成之群組的至少1種。從機械特性、熱特性、泛用性之觀點來看，較佳為玻璃纖維、碳纖維、芳綸胺纖維。
當選擇玻璃纖維作為連續強化纖維時，可使用上漿劑。上漿劑較佳是由矽烷偶合劑、潤滑劑及捆扎劑所構成者。
關於上述玻璃纖維及上漿劑的詳細內容，可適當地使用專利文獻1所記載者。
-連續強化纖維的形態-
連續強化纖維的單絲數，從混纖步驟中的開纖性、及處理性之觀點來看，較佳為30至15,000根。
當選擇碳纖維作為連續強化纖維時，上漿劑較佳是由潤滑劑及捆扎劑所構成者。
關於上漿劑、潤滑劑、捆扎劑的種類，並無特別限制，可使一般所知者。具體的材料，可使用專利文獻1所記載者。
使用其他連續強化纖維時，只要因應連續強化纖維的特性而適當地選擇玻璃纖維、碳纖維所使用之上漿劑的種類、投予量即可，較佳係依據碳纖維所使用之上漿劑來設定上漿劑的種類、投予量。
本發明之熱塑性樹脂，係表示一般被稱為熱塑性樹脂者的全部。例如可列舉出：聚苯乙烯、或是高耐衝擊性聚苯乙烯、中耐衝擊性聚苯乙烯般之橡膠補強苯乙烯系樹脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN樹脂)、丙烯腈-丙烯酸丁酯橡膠-苯乙烯共聚物(AAS樹脂)、丙烯腈-乙烯丙基橡膠-苯乙烯共聚物(AES)、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物(ACS)、ABS樹脂(例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)等之苯乙烯系樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之丙烯酸系樹脂；低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯等之烯烴系樹脂；聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等之氯乙烯系樹脂；乙烯氯乙烯基乙酸乙烯酯共聚物、乙烯氯乙烯基共聚物等之氯乙烯基系樹脂；聚對苯二甲酸乙二酯(PETP、PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBTP、PBT)等之聚酯系樹脂；聚碳酸酯、改性聚碳酸酯等之聚碳酸酯系樹脂；聚醯胺66、聚醯胺6、聚醯胺46等之聚醯胺系樹脂；聚縮醛共聚物(polyoxymethylene copolymer)、聚縮醛均聚物等之聚縮醛(POM)樹脂；其他工程樹脂、超級工程樹脂例如可列舉出：聚醚碸(PES)、聚醚醯亞胺(PEI)、熱塑性聚醯亞胺(TPI)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PSU)等；纖維素乙酸酯(CA)、纖維素乙酸丁酸酯(CAB)、乙基纖維素(EC)等之纖維素衍生 物；液晶聚合物、液晶芳香聚酯等之液晶系聚合物(LCP)；熱塑性聚胺甲酸酯彈性體(TPU)、熱塑性苯乙烯丁二烯彈性體(SBC)、熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)、熱塑性氯乙烯基彈性體(TPVC)、熱塑性聚醯胺彈性體(TPAE)等之熱塑性彈性體。本發明之熱塑性樹脂，可為於本發明之成形步驟中生成有上述熱塑性樹脂者。可使用一種或兩種以上之熱塑性樹脂的摻合體，並藉由本發明之方法來成形。熱塑性樹脂可含有填充材料及/或添加劑等。
當由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料為布帛時，熱塑性樹脂較佳係選自由聚烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚碸、聚苯硫醚、及熱塑性聚醚醯亞胺所組成之群組的至少1種。
-聚酯系樹脂-
所謂聚酯系樹脂，意指於主鏈具有-CO-O-(酯)鍵之高分子化合物。例如可列舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸-1,4-環己二甲酯、聚乙烯-2,6-萘二羧酸酯等，但並不限定於此等。
關於其他聚酯系樹脂的詳細內容，可適當地使用專利文獻1所記載者。
-聚醯胺系樹脂-
所謂聚醯胺系樹脂，意指於主鏈具有-CO-NH-(醯胺)鍵之高分子化合物。例如可列舉出藉由內醯胺的開環聚合所得到之聚醯胺、藉由ω-胺基羧酸的自縮合所得到之聚醯胺、使二胺及二羧酸縮合所得到之聚醯胺、以及此等之共聚物，但並不限定於此等。聚醯胺可單獨使用1種或使用2種以上的混合物。關於其他上述內醯胺、二胺(單體)、二羧酸(單體)的詳細內容，可適當地使用專利文獻1所記載者。
聚醯胺的具體例例如可列舉出聚醯胺4(聚α-吡咯啶酮)、聚醯胺6(聚己醯胺)、聚醯胺11(聚十一烷醯胺)、聚醯胺12(聚十二烷醯胺)、聚醯胺46(聚四亞甲己二醯胺：poly(tetramethylene adipamide))、聚醯胺66(聚六亞甲己二醯胺)、聚醯胺610、聚醯胺612、聚醯胺6T(聚六亞甲對苯二甲醯胺)、聚醯胺9T(聚九亞甲基對苯二甲醯胺)、及聚醯胺6I(聚六亞甲間苯二甲醯胺)、以及含有此等為構成成分之共聚合聚醯胺。
共聚合聚醯胺例如可列舉出六亞甲己二醯胺及六亞甲對苯二甲醯胺之共聚物、六亞甲己二醯胺及六亞甲間苯二甲醯胺之共聚物、以及六亞甲對苯二甲醯胺及2-甲基戊二胺對苯二甲醯之共聚物。
熱塑性樹脂纖維強化複合材料所使用之混纖絲的具體製造方法並無特別限制，混纖方法可利用一般所知的方法。例如可列舉出：在藉由靜電力或流體噴霧的 壓力、或是緊壓於滾筒等的壓力等之外力予以開纖後，在將連續強化纖維與熱塑性樹脂樹纖維開纖之狀態下，進行合撚及對齊之開纖合撚法；以及流體交織(interlace)法。當中，以可抑制連續強化纖維的損傷、開纖性優異且可均一地混合之流體交織法為較佳，流體交織(interlace)法可列舉出：以與絲軸大致平行地製作出2個或多於2個之由空氣、氮氣及水蒸氣等流體所形成之渦流亂流區域，將纖維導入於此區域，在不會產生迴流或捲縮之程度的張力下，形成非蓬鬆性的絲條之方法；或是在僅將連續強化纖維開纖後或將連續強化纖維與熱塑性樹脂樹纖維一同開纖後，進行流體交織之方法(開纖後流體交織法)等。尤佳為在包含將熱塑性樹脂樹纖維單獨進行熱加工之步驟中進行假撚加工後，藉由同一裝置連續以流體交織法進行混纖。
其他，關於混纖法的詳細內容，可適當地使用專利文獻2所記載之方法。
構成熱塑性樹脂纖維強化複合材料之熱塑性樹脂，可為複合絲中之塗佈於連續強化纖維者，或是含浸於連續強化纖維者。熱塑性樹脂的塗佈或含浸，可在連續強化纖維的製造時進行，或是在製造連續強化纖維後，於其他步驟中進行。
熱塑性樹脂纖維強化複合材料的形態並無特別限制，可為薄片狀、膜狀、顆粒狀，但從操作性、形狀柔軟性之觀點來看，較佳為布帛狀。
得到布帛之方法並無特別限定，可因應用 途及目的，使用一般所知的方法來製作出所選定之適當的布帛。例如，編織物只要是使用梭織機、劍桅式織機、噴氣式織機、噴水式織機等織機，而於至少一部分包含複合絲者即可。較佳係可藉由將緯絲織入於排列配置有包含複合絲之纖維之經絲而得到。編織物可藉由使用圓編織機、橫編織機、翠可特(Tricot)編織機、拉舍爾(Raschel)編織機等編織機，將包含複合絲之纖維編織成於至少一部分而得到。不織布在將於至少一部分包含複合絲之纖維形成為稱為纖維網之薄片狀的纖維集合體後，藉由針軋機、縫錠機、柱流機等之物理作用或壓印滾筒等之熱作用或是接著劑等，使纖維彼此結合而得到。
關於其他布帛的形態等，可適當地使用專利文獻1所記載之方法。
此外，將布帛材裁切為期望的形狀之方法，係有噴水式切割機、雷射切割機、繪圖切割機、超音波切割機、超鋼刃加壓切割機、熱刃加壓切割機等，從經濟性、生產性、性能面來看，較佳為熱刃加壓切割機。熱刃加壓切割機之刃的溫度，可因應原材料來適當地設定，但可為熱塑性樹脂的熔點或玻璃轉移溫度以上，較佳為熔點+30℃以上或玻璃轉移溫度+30℃以上，更佳為熔點+70℃以上或玻璃轉移溫度+70℃以上。
不過，在將由連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料所構成之布帛或預浸物插入於模具前，在藉由上述噴水式切割機或雷射切割機來裁切時，有時會產生以下問 題。亦即，使用噴水式切割機時，混合於水之研磨材料有時會附著於複合材料，或是研磨材料進入於內部而使複合材料的品質降低。此外，使用雷射切割機時，裁切端部的熱塑性樹脂變得焦黑，有時導致成形後之複合材料的物性降低。
為了防止上述問題，較佳係一面藉由具有熱塑性樹脂熔點以上的溫度之刃使熱塑性樹脂熔融，一面裁切連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料的切斷面，然後使經熔融的熱塑性樹脂固化。
以上述方式所製作之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料，較佳係使複合材料的切斷面中之熱塑性樹脂的至少一部分熔融固化而成，且熔融固化之熱塑性樹脂的分子量為熱塑性樹脂本身的分子量的20%以上者。在此，所謂「熱塑性樹脂的至少一部分」，較佳為切斷面中之熱塑性樹脂的50%以上，更佳為80%以上，最佳為100%。切斷面中之熱塑性樹脂的熔融固化，雖可藉由目視來確認，但較佳是使用能量分散型X射線分析(EDX：Energy Dispersive X-ray Spectrometry)來確認。
熔融固化之熱塑性樹脂的分子量，係由從切斷面所採集之複合材料(試樣)所測定者。具體而言，於切斷面之中央部分(從切斷面的周緣扣除寬度1mm後之部分)的任意位置上，從切斷面的表面在500μm的厚度區域內予以裁切，並以此作為試樣。將此試樣溶解於1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇並去除不溶的連續強化纖維，藉由 凝膠滲透層析(GPC：Gel Permeation Chromatography)裝置來測定溶解於上述1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇之狀態下之熱塑性樹脂的分子量，此為熔融固化之熱塑性樹脂的分子量。同樣的，構成複合材料之熱塑性樹脂本身的分子量，亦可藉由溶解於1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇，並以凝膠滲透層析(GPC：Gel Permeation Chromatography)來測定。
若切斷面中之熔融固化之熱塑性樹脂的分子量，為構成複合材料之熱塑性樹脂本身的分子量的20%以上，則可抑制複合材料的物性降低，而能夠加工切斷面。上述20%以上的範圍中，尤佳為40%以上，更佳為50%以上。
於以上述方式所形成之複合材料中，連續強化纖維與熱塑性樹脂呈連續且均一地混合，並且可將連續強化纖維均一地固定於熱塑性樹脂。因此，此複合材料較佳係含有連續強化纖維與連續熱塑性樹脂的複合絲狀。藉由使用此複合絲狀，於布帛化的編織等之步驟中的處理性優異，所得到之布帛即使於短時間成形，亦可成為發揮充分的力學特性之複合材料成形體。
於裁切熔融之步驟中，較佳係藉由具有熱塑性樹脂熔點以上的溫度之刃來賦予熱歷程，藉此一面使熱塑性樹脂熔融一面裁切複合材料。刃的溫度為熱塑性樹脂的熔點以上，較佳係高於熔點50℃，尤佳高於熔點75℃。刃的溫度，從熱塑性樹脂的劣化之觀點來看，較佳為熔點+150℃以下。刃可列舉出瑞典鋼刃、湯姆森刃、超鋼 刃等，較佳是由硬度或剛性高之材質所構成之刃。
藉由已加熱至熱塑性樹脂熔點以上之刃來裁切由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之複合材料，一面使熱塑性樹脂熔融一面裁切複合材料而產生裁切面，裁切面因經熔融之熱塑性樹脂的固化而成為切斷面，藉此可製造出端面不會散開之複合材料。
(模具)
模具係使用第11圖及第13圖所示之模具。第13圖為第11圖之模具的第一部分，且為對應於第1圖之成形品的A-A'剖面圖之部分之剖面圖。如第13圖所示，本實施例所使用之模具，於模具的第一部分310、320具有第一溫度調節手段313、323，並且具有與第1圖的成形品之肋(403、405、407)及圓錐台412對應之凹部。模具之具有第二溫度調節手段14、24之第二部分12、22，因與第11圖相同，故省略該說明。
具有冷卻介質通路313、323之第一部分310、320係使用熱傳導率165J/s‧m‧K的卡遜合金(Corson Alloy)(Materion Brush公司製、Moldmax-V)，具有第二溫度調節手段14、24之模具部分(10及20)係使用熱傳導率40J/s‧m‧K的碳鋼(S55C)。實質上被加熱之模具部分的體積V0相對於第一部分的體積V(I)之(V0/V(I))為10。
冷卻介質通路313、323之內徑為8mm，且於從中心部至模穴表面為止之距離L0為15mm的位置上以20mm(L)的間隔而設置者。
第二溫度調節手段14、24係使用八光電機股份有限公司製的棒狀匣式加熱器(商品名稱「GLE4103」、容量1000W、 10mm×400mm、瓦特密度8.3W/cm2)。
從冷卻介質通路的中心至棒狀匣式加熱器的中心為止之距離L2為30mm。
(基材)
使用「附著有1.0質量%的下述上漿劑A之纖度685dtex且單絲數400根之玻璃纖維」來作為連續強化纖維。
上漿劑A的組成(固體成分換算)
‧矽烷偶合劑：γ-胺基丙基三乙氧矽烷0.6質量%[商品名稱：KBE-903(信越化學工業股份有限公司製)]
‧潤滑劑：蠟0.1質量%[商品名稱：棕櫚蠟(加藤洋行股份有限公司製)]
‧捆扎劑：丙烯酸/順丁烯二酸共聚物鹽5質量%[商品名稱：Aqualic TL(日本觸媒股份有限公司製)]
熱塑性樹脂纖維係使用未施以交織處理之聚醯胺66樹脂[商品名稱：Leona(註冊商標)470/144BAU(旭化成纖維股份有限公司製)、纖度470dtex、單絲數144根]。
將纖度685dtex且單絲數400根之玻璃纖維2束以及纖度670dtex之PA(聚醯胺)纖維2束予以合撚及對齊後，以實質上垂直地供給至流體交織噴嘴，並於下述條件下進行流體交織，而得到複合絲。
‧流體交織噴嘴：Kyocera KC-AJI-L(1.5mm直徑、推進型)
‧空氣壓：2kg/cm2
‧加工速度：30m/分鐘
將複合絲用作為經絲及緯絲，而編織出經絲密度為6根/5mm及緯絲密度為6根/5mm之編織物(布帛)。於編織時未產生絨毛或原纖狀物，織機中亦未觀察到棉絮或毛球的附著，編織性良好。
布帛係重疊7片並裁切為適合於期望之壓縮成形品的形狀者。此外，使用加熱至330℃之熱刃，將7片中之6片重疊並進行裁切。裁切面經熔著而得到處理性優異之基材。
(壓縮成形)
藉由第9圖所示之壓縮成形法，依循下述步驟來製作成形品。
成形機係使用最大鎖模力300噸之東芝機械製(S100V-8A)者。
模具、基材、及各步驟的詳細條件如第1表所示。
[步驟1](布帛的設置及模具鎖模)開啟模具，將上述裁切為期望的形狀之布帛7片中的1片插入於 模具，並在模具之對應於肋之全部凹部中，使用金屬製的薄板插入至肋之前端的深度為止。接著將重疊6片之布帛，於模具溫度150℃時設置在模具內的既定位置，並以鎖模力240MPa進行鎖模。
[步驟2](模具加熱)在將模具鎖模之狀態下，使用匣式加熱器將模穴表面急加熱至300℃，使構成布帛之聚醯胺樹脂於模具內熔融，並含浸於玻璃纖維內。
[步驟3](模具分離、冷卻)降低鎖模力，在閉鎖模穴表面之狀態下，使25℃的冷卻水通水於冷卻介質通路，以將模穴表面急冷卻。
於模穴表面的溫度到達150℃之5秒後停止通水，於停止通水10秒後開啟模具，同時藉由壓縮空氣將冷卻介質通路的水排出。
[步驟4](脫模)模具脫模後，立即取出成形品並返回步驟1。
所得到之成形品400的外尺寸為250mm×250mm，厚度為2mm。
使用與實施例1相同之模具，並且除了下述內容不同以外，其他與實施例1同様方式製作成形品。
製備重疊7片並以熱刃裁切者作為布帛，對於肋並不進行壓入，而是重疊7片並插入於模具模穴內。成形法係於[步驟1]與[步驟2]之間，於模穴表面到達240℃後，採 用將模具的鎖模壓力開啟0.5秒之微開模式以進行排氣，來取代於實施例1的[步驟1]中將布帛壓入於模具之對應於肋之凹部者。然後再次施以240MPa的鎖模力予以成形。
使用與實施例1相同之基材，並以基材來形成基板與肋以外的突起部，肋部分係使用可藉由射出成形來形成之模具，並且除了下述步驟不同以外，其他與實施例1同的方式製作成形品。
[步驟1](布帛的設置及模具鎖模)開啟模具，製備重疊7片並以熱刃裁切者，作為上述裁切為期望的形狀之布帛，對於肋並不進行壓入，而是將7片重疊並於模具溫度150℃時設置在模具內的既定位置，並以鎖模力240MPa進行鎖模。
[步驟2](射出成形)在將模具鎖模之狀態下，僅對於肋部分，將含有短纖維GF50%之聚醯胺66樹脂[商品名稱：Leona(註冊商標)14G50]的樹脂組成物，在壓缸設定條件290℃、射出壓力20MPa、射出速度50mm/sec下進行射出填充，並施以射出保壓力20MPa。
[步驟3](模具升溫)在將模具鎖模之狀態下，使用匣式加熱器將模穴表面急加熱至300℃，使構成布帛之聚醯胺樹脂於模具內熔融，並含浸於玻璃纖維內，同時將射出樹脂組成物與布帛接合。
[步驟3](模具分離、冷卻)降低鎖模力，在閉鎖模穴表 面之狀態下，將第一部分與第二部分各自分離5mm，使25℃的冷卻水通水於冷卻介質通路，以將模穴表面急冷卻。冷卻時之冷卻水的水量為15L/分鐘。
於模穴表面的溫度到達150℃之5秒後停止通水，於停止通水10秒後開啟模具，同時藉由壓縮空氣將冷卻介質通路的水排出。
[步驟5](脫模)模具脫模後，立即取出成形品並返回步驟1。
[步驟1](預浸物的製作)使用與實施例1相同之布帛作為基材，並預先以下述步驟來製作預浸物的板材。將7片布帛包夾於附有厚度3.0mm的模框之鐵板兩片間，接著放入於已加熱至300℃之壓縮成形機，於壓縮力5MPa下加熱10分鐘後，移往冷卻板並冷卻5分鐘，而製作厚度3.0mm之板材的預浸物。
使用紅外線加熱器來加熱板材，於7分鐘後板材的表面溫度到達300℃後，持續加熱3分鐘，並立即插入於模具溫度設定在250℃之與實施例1相同之模具，進行壓縮成形。
所得到之成形品為250mm×250mm，厚度為2mm。
使用與實施例1相同之布帛作為基材，並預先以下述 步驟來製作板材。
將7片布帛包夾於附有厚度2.2mm的模框之鐵板兩片間，接著放入於已加熱至300℃之壓縮成形機，於5MPa下加熱10分鐘後，移往冷卻板並冷卻5分鐘，而製作出板材。
使用紅外線加熱器來加熱板材，於7分鐘後板材的表面溫度到達300℃後，持續加熱3分鐘，並立即插入於模具溫度設定在150℃之模具，進行壓縮成形。
所得到之成形品為250mm×250mm，厚度為2mm的平板。
使用與實施例1相同之布帛作為基材，並預先以下述步驟來製作預浸物的板材。
將7片布帛包夾於附有厚度2.2mm的模框之鐵板兩片間，接著放入於已加熱至300℃之壓縮成形機，於壓縮力5MPa下加熱10分鐘後，移往冷卻板並冷卻5分鐘，而製作厚度2.2mm之預浸物的板材。
使用紅外線加熱器來加熱板材，於7分鐘後板材的表面溫度到達300℃後，持續加熱3分鐘，並立即插入於模具溫度設定在150℃之與實施例1相同之模具，進行壓縮成形。
[步驟1](肋部分的製作)
使用與實施例3相同之模具，將含有短纖維GF50%之聚醯胺66樹脂[商品名稱：Leona(註冊商標)14G50]的樹脂組成物，在壓缸設定條件290℃、射出壓力20MPa、射出速度50mm/sec下進行射出填充，施以射出保壓力20MPa，並僅將所得到之成形品的肋部分裁切出。
[步驟2](基材部分的製作)
以與比較例1相同之步驟，使250mm×250mm、厚度2.2mm之預浸物的板材成形。
[步驟3](基材部分與肋部分的接著)
使用紅外線加熱器來加熱在步驟1與步驟2所得到之肋部分的材料與預浸物的板材兩者，於7分鐘後板材的表面溫度到達300℃後，持續加熱3分鐘，立即將肋部分先放入於模具溫度設定在150℃之與實施例1相同之模具，接著再插入板材，然後進行壓縮成形以將射出樹脂組成物的肋部分與基材部分接合。
使用與實施例2相同之布帛作為基材。成形法中除了未進行排氣之外，其他使用與實施例2相同之方法。
藉由以下條件來評估實施力及比較例之突起部的強度。該結果如第1表所示。
(拉伸強度)
拉伸強度除了試驗片的形狀以外，其他依據ISO527-1並藉由以下條件來進行測定。將來自成形品之肋部分或平板部分切斷為長80mm、寬20mm的長方形狀，並測定表觀的強度。
在此所謂表觀的強度，係將算出拉伸強度時所需之試驗片的剖面積，假定為忽視肋部分之長方形所算出之強度，包含肋之試驗片，係測定肋部分以外的厚度與寬度，並將此用作為剖面積來算出拉伸強度。
‧試驗環境：23℃、50RH%
‧拉伸速度：5mm/min
‧夾具間：50mm
‧使用機器：Instron 50kN(Instron公司製)
第16圖為顯示此拉伸強度試驗之概略。圖中以500所示者為上述試驗片。對於此試驗片500，往圖中箭頭所示之方向施加拉伸力，而測定拉伸強度。
(彎曲剛性)
彎曲剛性除了試驗片的形狀以外，其他依據ISO178並藉由以下條件來進行測定。將來自成形品之肋部分或平板部分切斷為長80mm、寬50mm的長方形狀，並測定表觀的彈性率。
在此所謂表觀的彈性率，係將算出彈性率時所需之試驗片的剖面積，假定為忽視肋部分之長方形所算出之強度，包含肋之試驗片，係測定肋部分以外的厚度與寬度， 並將此用作為剖面積來算出彈性率。
‧試驗環境：23℃、50RH%
‧試驗速度：1mm/min
‧跨距間：32mm
‧使用機器：Instron 50kN(Instron公司製)
‧彈性率算出區間：應變0.05%-0.25%
第17圖為顯示此彎曲剛性試驗之概略。圖中以600所示者為上述試驗片。對於此試驗片600，透過輔助具601往箭頭方向施加荷重，並測定彎曲剛性。
為柱的外側之四角柱的底面(a1×b1)以及前端面(a2×b2)之大小。此外，圓錐台之所謂「底面尺寸」，如第15圖所示，為圓錐台之底面的直徑dbase與表面的直徑dtop。此外，肋之所謂「底面尺寸」，為突起部之根部的厚 度T1，所謂「頂面尺寸」，為肋之前端面的厚度T3。
從藉由數位相機所得到之側面投影影像來求取連續強化纖維的高度為5%以上之區域於長邊方向的長度後，為肋時，係算出相對於長邊方向之底邊的長度之比率，為柱狀時，則算出相對於底邊的長度(全周)之比率。
藉由以下的評估基準來評估外觀。
A：完全無短缺部分，得到如同設計之成形品。
B：產生短缺部分。
如第1表所示，實施例1、2、3及4之所有的突起部中，連續強化纖維之高度的平均值皆為5%以上，且無短缺部分，外觀良好。此外，突起部中之連續強化纖維的高度為突起部之高度的5%以上之區域，亦為突起部之底邊的20%以上。再者，突起部中的連續強化纖維中，與基板部的連續強化纖維呈連續之區域相對於底邊之區域，亦為20%以上。
另一方面，使用預浸物但未進行排氣及壓入之比較例2，以及使用布帛但未進行排氣及壓入之比較例4，係產生短缺部分。
根據本發明，可提供如各種機械或汽車等的構造零件等要求高等級的機械物性之熱塑性樹脂纖維複合成形品。
根據本發明之另外的壓縮成形法，由於可得到具有複雜形狀且具有高等級的機械物性之成形品，所以此等成形品除了各種機械或汽車等的構造零件等之外，亦可使用在電子機器、OA及家電零件的構造零件或框體等。
可使用之汽車零件的例子，認為有下述零件或其一部分。
具體而言，係有轉向軸、托架(mount)、天窗、踏板、車頂飾板、車門飾板、行李箱、行李箱蓋、引擎蓋、座椅架、座椅靠背、安全帶收縮器、安全帶收縮器支撐架、離合器、齒輪、滑輪、凸軸、GA軸、彈性梁、阻尼、燈、反射鏡、安全玻璃材料、前端模組、後車門內板、煞車踏板、方向盤、電裝材料、吸音材料、車門外裝、內裝面板、儀表板、尾門、車頂內襯、座椅、座椅骨架、雨刷連桿、EPS(Electric Power Steering：電子動力輔助轉向)、小型馬達、散熱片、ECU(Engine Control Unit：引擎控制單元)箱、ECU外罩、轉向齒輪箱外罩、塑膠外罩、EV(Electric Vehicle：電動車)馬達用框體、線組、車用儀表、綜合開關、小型馬達、彈簧、減震器、車輪、輪圈蓋、車架、副車架、側車架、機車車架、燃料槽、油盤、進氣歧管、傳動軸、驅動用馬達、單體座艙、氫氣槽、燃料電池的電極、板件、車底板、外板件、車門、車室、車頂、引擎蓋、汽門、 EGR(Exhaust Gas Recirculation：排氣再循環)汽門、可變汽門正時單元、連桿、汽缸孔、樑件(引擎腳、前地板橫樑、放腳空間的橫樑、座椅橫樑、內側、後橫樑、懸吊、車柱強化樑、前側、前板、上板、前圍板橫樑、轉向)、通道、鎖固插入件、潰縮箱、潰縮軌、橋殼、車頂軌、上車體、側軌、葉片、車門包圍總成、安全氣囊用構件、車柱、前圍至車柱撐件、懸吊塔、保險桿、車體下柱、前車柱、強化件(儀表板、軌道、前車柱、車頂軌、車頂側軌、置物箱、車門腰線、前地板下層、前車體上柱、前車體下柱、中柱、中柱鉸鏈、車門外側板)、側面外板、前門車窗框、MICS(Minimum Intrusion Cabin System：座艙撞擊防護系統)組件、扭力箱、散熱器支架、散熱器風扇、水泵、燃料泵、電子控制節流閥本體、引擎控制ECU、啟動器、交流發電機、歧管、變速箱、離合器、前圍板、前圍板絕緣墊、車門側向衝擊防護橫樑、保險桿橫樑、車門橫樑、隔牆、外側墊、內側墊、後座椅桿、車門板、車門飾板副總成、能量吸收件(保險桿、衝擊吸收)、衝擊吸收體、衝擊吸收飾條、車柱飾條、車頂內側飾條、潰縮箱、樹脂肋、側軌前間隔材、側軌後間隔材、安全帶預縮器、安全氣囊感測器、臂(懸吊、下臂、引擎蓋鉸鏈)、懸吊連桿、衝擊吸收支架、擋泥板支架、反相器支架、反相器模組、引擎蓋內板、引擎蓋板、前罩板通風孔、前罩板頂部外側前板、前罩板頂部外側板、地板靜音層、減震座椅、引擎蓋絕緣層、擋泥板側板保護件、前罩板絕緣層、前罩板頂部通風孔、 汽缸蓋外蓋、輪胎導流板、擋泥板支撐架、引擎室拉桿、中央通道、地板通道、散熱器心子支撐架、行李箱飾板、行李箱地板等。
Claims (16)
- 一種成形品，係含有由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料，該成形品具有基板部與突起部，於該突起部中及前述基板部中存在有前述連續強化纖維，該突起部中之該連續強化纖維之高度的平均值，為該突起部之高度的5%以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之成形品，其中，前述突起部中之前述連續強化纖維的高度為前述突起部之高度的5%以上之區域，為前述突起部之底邊的20%以上。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之成形品，其中，前述突起部中的前述連續強化纖維，係與前述基板部中的前述連續強化纖維呈連續。
- 如申請專利範圍第3項所述之成形品，其中，於前述突起部的底邊中，與前述基板部呈連續之前述突起部中的前述連續強化纖維所佔有之區域，為該底邊的20%以上。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之成形品，其中，前述突起部的高度較前述基板部的厚度大，且前述連續強化纖維之高度的平均值為前述基板部的厚度以上。
- 如申請專利範圍第5項所述之成形品，其中，前述突起部的高度為前述基板部之厚度的3倍以上。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之成形品，其中，前述突起物中的樹脂與基板部的樹脂為同一者。
- 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之成形品，其中，以前述突起物的高度設為100%時，頂部10%的高度之連續纖維的密度Vf為10%以下。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之成形品，其中，以前述突起物的高度設為100%時，底部10%的高度之連續纖維的密度Vf為30%以上。
- 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之成形品，其中，前述突起部的高度為前述基板部之厚度的2倍以上，且前述突起部之根部的厚度為前述基板部的厚度以下。
- 如申請專利範圍第10項所述之成形品，其中，前述突起部的高度為前述基板部之厚度的3倍以上。
- 一種壓縮成形法，係將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料進行壓縮成形，而得到具有基板部及突起部之成形品之壓縮成形法，具備下述步驟：將前述連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料插入於模具，一面壓縮一面將前述模具加熱至前述熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上而賦型，接著將前述模具冷卻至前述熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，以使前述熱塑性樹脂固化之壓縮成形步驟；以及 於該壓縮成形步驟中，將從前述連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料所產生之前述模具內的氣體成分釋出至前述模具外之步驟。
- 一種壓縮成形法，係將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之熱塑性樹脂複合材料進行壓縮成形，而得到具有基板部及突起部之成形品之壓縮成形法，在將前述連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料插入於模具時，將該連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料的至少一部分插入於前述模具之對應於前述突起部之凹部，一面壓縮一面將前述模具加熱至前述熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上而賦型，接著將前述模具冷卻至前述熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，以使前述熱塑性樹脂固化。
- 一種壓縮成形法，係將由連續強化纖維與熱塑性樹脂所構成之預浸物進行壓縮成形，而得到具有基板部及突起部之成形品之壓縮成形法，將前述預浸物預熱至前述熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度以上或熔點以上而使其軟化，將該軟化後之預浸物插入於模具，將前述模具加熱至前述熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-80℃以上或熔點-80℃以上，而將前述預浸物賦型，接著將前述模具冷卻至前述熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度-10℃以下或熔點-10℃以下，以使前述熱塑性樹脂固化。
- 如申請專利範圍第10項所述之壓縮成形法，其中，前述成形品之前述突起部的高度為該成形品之前述基板部之厚度的2倍以上，且前述突起部之根部的厚度為前述基板部的厚度以下。
- 如申請專利範圍第12或13項所述之壓縮成形法，係使用以述的複合材料作為前述連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料：使該複合材料之至少一部分的切斷面中之熱塑性樹脂的至少一部分熔融固化而成，且該熔融固化之熱塑性樹脂的分子量為前述熱塑性樹脂的分子量的20%以上。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016-220689 | 2016-11-11 | ||
| JP2016220689 | 2016-11-11 | ||
| JP2016221409 | 2016-11-14 | ||
| JP2016-221409 | 2016-11-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201819159A true TW201819159A (zh) | 2018-06-01 |
Family
ID=62110675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW106135686A TW201819159A (zh) | 2016-11-11 | 2017-10-18 | 成形品及壓縮成形法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190028487A (zh) |
| TW (1) | TW201819159A (zh) |
| WO (1) | WO2018088135A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111426891A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-07-17 | 杭州大和热磁电子有限公司 | 一种用于电子设备测试的冷却和加热装置及其控制方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102143863B1 (ko) * | 2018-11-16 | 2020-08-12 | 한국생산기술연구원 | 섬유강화 복합소재의 적층형 판재에 대한 압축 성형 금형 |
| JP7335127B2 (ja) * | 2019-10-17 | 2023-08-29 | 小島プレス工業株式会社 | 成形金型およびこの成形金型を用いて成形された樹脂部品 |
| CN113829627A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-24 | 广州环岛体育运动设备有限公司 | 一种线拉带充气模型 |
| WO2023227803A1 (es) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | Inertim Research S.L. | Procesos de manufactura de estructuras portantes para puertas de vehículos |
| WO2023249586A1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 | Ditas Dogan Yedek Parca Imalat Ve Teknik A.S. | A torque rod with reduced weight and improved thermal conductivity |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6143542A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-03 | Mazda Motor Corp | Ｆｒｐ部品の製造方法 |
| JP2003094495A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Asahi Kasei Corp | 熱可塑性樹脂製精密成形品の製造方法 |
| JP6372996B2 (ja) | 2013-11-20 | 2018-08-15 | 旭化成株式会社 | 複合材料成型体の製造方法 |
| JP6567255B2 (ja) | 2014-05-30 | 2019-08-28 | 東洋紡株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形体 |
-
2017
- 2017-10-16 KR KR1020197003964A patent/KR20190028487A/ko not_active Application Discontinuation
- 2017-10-16 WO PCT/JP2017/037346 patent/WO2018088135A1/ja active Application Filing
- 2017-10-18 TW TW106135686A patent/TW201819159A/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111426891A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-07-17 | 杭州大和热磁电子有限公司 | 一种用于电子设备测试的冷却和加热装置及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018088135A1 (ja) | 2018-05-17 |
| KR20190028487A (ko) | 2019-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201819159A (zh) | 成形品及壓縮成形法 | |
| EP3444095B1 (en) | Molding die | |
| TWI797320B (zh) | 連續纖維強化樹脂成形體及其製造方法，以及通信機器殼體 | |
| JP2013502332A (ja) | 構成部品を製造する射出成形法 | |
| JP2009096401A (ja) | 自動車用ボディーアンダーカバー | |
| KR101675834B1 (ko) | 차량 패널용 성형품 | |
| JP7293015B2 (ja) | 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法 | |
| JP6841935B2 (ja) | 剛性および吸音性が向上した不織布とその製造方法、および、剛性および吸音性が向上した不織布を含む自動車アンダーカバー | |
| JP7286264B2 (ja) | 布及びその製造方法並びに連続繊維強化樹脂複合材料 | |
| JP7017917B2 (ja) | 射出インサート成形方法 | |
| JP2020019897A (ja) | 連続繊維強化樹脂成形体の製造方法、製造装置、及び中間基材 | |
| JP7370200B2 (ja) | 繊維強化樹脂複合体及び繊維強化樹脂複合体の製造方法 | |
| JP7469147B2 (ja) | 複合体及びその製造方法 | |
| JP4388853B2 (ja) | 熱可塑性樹脂発泡成形品の製造方法 | |
| JP2019104137A (ja) | 射出成形品 | |
| JP6783883B2 (ja) | 繊維強化樹脂成型体を得るための素板 | |
| JP7253112B2 (ja) | 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法、並びに連続繊維強化樹脂成形体 | |
| JP6783882B2 (ja) | 繊維強化樹脂成型体の製造方法 | |
| KR102512960B1 (ko) | Rv 차량의 트렁크용 내장재 및 그 제조방법 | |
| JP2014005573A (ja) | 加工不織布の製造方法 | |
| JP7335144B2 (ja) | 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法 | |
| JP2022121230A (ja) | 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法 | |
| JP2022167478A (ja) | 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法 | |
| JP6685647B2 (ja) | 繊維強化樹脂成型体を得るための素版の製造方法 | |
| JP2022091563A (ja) | 連続繊維強化樹脂複合材料及びその製造方法 |