TW201919843A - 一體成形體 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於解決射出成形體的課題、即在接合線的強度.剛性降低,而能夠自由設計以使射出成形體成形為薄壁或複雜形狀等,本發明採用下述構成。亦即,一種一體成形體,其係具有不連續纖維(a1)及樹脂(a2)之補強基材(a)與具有不連續纖維(b1)及樹脂(b2)之射出成形體(b)一體化的一體成形體,其特徵為:補強基材(a)覆蓋射出成形體(b)之接合線的一部分或是全部而與射出成形體(b)一體化,補強基材(a)的厚度Ta與一體成形體的接合線部的厚度T的比值滿足以下的關係式。
Ea≠Ebw的情況, Ta/T≦((Ebw-
Figure TW201919843A_A0001
(Ea.Ebw))/(Ebw-Ea))
Ea=Ebw的情況,Ta/T≦0.5
Ta:補強基材(a)的厚度
T:一體成形體之接合線部分的厚度
Ea:補強基材(a)的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)
Ebw:射出成形體(b)之接合線的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)

Description

一體成形體
本發明係關於補強基材與射出成形體一體化的一體成形體。
射出成形係成形性、生產性、經濟性優良的成形方法,其頻繁地被使用於製作汽車設備零件、電腦、OA設備、AV設備、行動電話、電話機、傳真機、家電產品、玩具用品等的電器.電子設備的零件及框體。近年來隨著以筆記型電腦、行動電話、行動資訊終端為代表的行動電子設備的普及,而對於射出成形體要求薄壁化、形狀複雜化、高強度.高剛性化。
然而,射出成形體具有在接合線的強度.剛性降低的問題。接合線係表示在模具內流動的熔融射出樹脂合流而熔接的部分,其在射出模具中存在多個模口的情況或是模具之模穴內存在插銷、凸柱、翼肋等的情況下產生。
特別是在製造薄壁或是形狀複雜的射出成形體時,大多為存在多個模口的情況或是模具模穴內存在插銷、凸柱、翼肋等的情況,而產生的接合線亦存在多個,因此具有在接合線的強度.剛性大幅降低的課題。
又,以高強度.高剛性化為目的,有時會在射出樹脂中填充強化纖維,但已知在接合線中,強化纖維的纖維定向相對於射出樹脂之流動方向為垂直方向。因此,接合線中,幾乎無法得到強化纖維帶來的補強效果,接合線的強度.剛性明顯低於接合線以外之部位的強度.剛性。因為接合線的強度.剛性降低,導致射出成形體的強度.剛性亦大幅降低。
為了製作高強度.高剛性的射出成形體,已知有對於接合線進行補強的技術。
專利文獻1中記載了藉由將熱塑性樹脂膜或片材嵌入射出模具內以補強接合線的方法。
專利文獻2中記載了藉由將連續纖維強化熱塑性樹脂複合材料嵌入射出模具內以補強接合線的方法。
專利文獻3中記載了藉由將包含單方向連續強化纖維的熱塑性樹脂片或是將其積層的片材嵌入模具內而補強接合線的方法。
專利文獻4中記載的一體成形體,為了解決射出成形體的異向性,而嵌入比射出成形模具之模穴更大的不連續纖維基材,並藉由射出成形使凸柱、翼肋等成形。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開昭60-260313號公報
專利文獻2 日本特開2000-167863號公報
專利文獻3 日本特開平9-272134號公報
專利文獻4 日本特開2010-253938號公報
專利文獻1記載的發明中,熱塑性樹脂膜或片材不包含纖維,若僅以此進行接合線補強,無法得到充分的補強效果,作為射出成形體的強度.剛性並不充分。又,僅將熱塑性樹脂膜或片材嵌入射出模具內的情況,被認為因為在射出成形中,熱塑性樹脂膜或片材熔融、流動而難以確保厚度的均勻性。
專利文獻2記載的發明中,因為使用連續纖維的平紋織物作為接合補強基材,所以該基材的特性中存在異向性。因此,必須考量補強材料相對於接合線的方向,而在設計上有所限制。又,在多個方向上存在接合線的情況,難以應用於各接合線。再者,因為補強基材包含連續纖維,所以與射出成形體的力學特性產生較大的差值。因此,在對一體成形體施加荷重時,應力集中於該補強基材與該射出成形體的接合面或是該補強基材端部。因此,該應力集中部分成為斷裂點,導致一體成形體的強度降低。又,將包含熱塑性樹脂的補強基材嵌入射出模具內的情況,因為熱塑性樹脂的一部分熔融、流動而難以確保厚度的均勻性。再者,具有補強基材埋入射出樹脂的疑慮。
專利文獻3記載的發明中,如上所述,因為熱塑性樹脂片包含單方向連續纖維,所以該基材的特性中存在異向性。因此,必須考慮補強基材相對於接合線的方向,導致設計上有所限制。又,在多個方向上存在接合線的情況,難以應用於各接合線。雖亦可將該基材積層而作為擬等向基材,但若增加積層片數,則補強基材的厚度增加,被認為在成形為薄壁或複雜形狀時,射出樹脂未充填而難以得到一體成形體。再者,因為補強基材包含連續纖維,所以與射出成形體的力學特性產生差值。因此,在對一體成形體施加荷重時,應力集中於該補強基材與該射出成形體的接合面或是該補強基材端部。並且該應力集中部分成為斷裂點,一體成形體的強度降低。又被認為在補強基材表面的樹脂熔融後進行冷卻時,因為單方向纖維而使補強基材發生變形,而難以確保厚度的均勻性。
專利文獻4記載的發明中,因為在將具有較厚的不連續纖維基材全面地配置於模穴內的狀態下射出熱塑性樹脂,所以樹脂的流動性降低。因此被認為難以形成複雜形狀。雖然藉由提高射出速度及射出壓力,有時亦可形成複雜形狀的成形體,但被認為因為射出樹脂的壓力使得在一體化時補強基材容易發生變形,而難以確保厚度的均勻性。
本發明之目的在於提供一種成形體,其解決射出成形體的課題、即在接合線的強度.剛性降低,而可應用於成形為薄壁或是複雜形狀。
用以解決上述課題的本發明,主要具有以下任一構成。
(1)一種一體成形體,其係具有不連續纖維(a1)及樹脂(a2)之補強基材(a)與具有不連續纖維(b1)及樹脂(b2)之射出成形體(b)一體化的一體成形體,其中,補強基材(a)覆蓋射出成形體(b)之接合線的一部分或是全部而與射出成形體(b)一體化,補強基材(a)的厚度Ta與一體成形體之接合線部的厚度T的比值滿足以下的關係式。
Ea≠Ebw的情況,Ta/T≦((Ebw-(Ea.Ebw))/(Ebw-Ea))
Ea=Ebw的情況,Ta/T≦0.5
Ta:補強基材(a)的厚度
T:一體成形體之接合線部分的厚度
Ea:補強基材(a)的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)
Ebw:射出成形體(b)之接合線的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)
(2)一種一體成形體,其係具有不連續纖維(a1)及樹脂(a2)之補強基材(a)與具有不連續纖維(b1)及樹脂(b2)之射出成形體(b)一體化的一體成形體,其中,補強基材(a)的厚度在0.25mm以下, 補強基材(a)覆蓋射出成形體(b)之接合線的一部分或是全部而與射出成形體(b)一體化。
(3)一種一體成形體,其係具有不連續纖維(a1)及樹脂(a2)之補強基材(a)與具有不連續纖維(b1)及樹脂(b2)之射出成形體(b)一體化的一體成形體,其中,補強基材(a)覆蓋射出成形體(b)的接合線的一部分或是全部而一體化,補強基材(a),在以配置補強基材(a)的面成為水平方向且向上的方式配置一體成形體並從上方投影時,具有一體成形體之投影面積的50%以下的面積,補強基材(a)的彎曲彈性模數Ea與非接合線部中的射出成形體(b)的彎曲彈性模數Eb的比值Ea/Eb為0.7~1.3。
根據本發明,射出成形體之接合線的補強中,不用考量補強基材相對於接合線的配置方向,且可一方面防止一體化成形時補強基材的纖維混亂及埋入射出樹脂,一方面補強接合線,更可得到薄壁或是形狀複雜的一體成形體。又,根據本發明,可防止應力集中於射出成形體與補強基材的接合面或是該補強基材端部,而可得到兼具接合線的補強與作為一體成形體之強度的一體成形體。
1‧‧‧補強基材的嵌入範圍S0
2‧‧‧存在於補強基材之嵌入範圍S0內的一體化後的補強基材之面積S1
3‧‧‧補強基材
4‧‧‧射出成形體
5‧‧‧接合線
6‧‧‧試片裁切範圍
7‧‧‧翼肋
8‧‧‧凸柱
9a、9b‧‧‧測定治具
圖1係顯示對接合線部進行補強的一體成形體中,補強基材的範圍及最初將補強基材嵌入之範圍的示意圖。
圖2係顯示對接合線部進行補強的一體成形體之試片裁切位置的示意圖。
圖3係實施例18中所得之一體成形體的示意圖。
圖4係實施例20中所得之一體成形體的示意圖,其係在補強基材經一體化的面中,相對於一體成形體的投影面積,補強基材的面積為50%的態樣。
圖5係實施例27中所得之一體成形體的示意圖,其係在補強基材經一體化的面中,相對於一體化成型體的投影面積,補強基材的面積為30%的態樣。
圖6係接合強度評價的試片及拉伸治具的示意圖。
圖7係一體成形體中補強基材之厚度偏差測定面的示意圖。
用以實施發明之形態
本發明的一體成形體中,具有不連續纖維(a1)與樹脂(a2)之補強基材(a),係以將具有不連續纖維(b1)與樹脂(b2)的射出成形體(b)之接合線的一部分或全部覆蓋的方式,與該射出成形體一體化。此處,「覆蓋」係指補強基材(a)在射出成形體(b)的接合線的整個寬度方向上蓋住接合線,而該接合線的「一部分或是全部」係指長度方向的一部分或是全部。以下說明本發明的較佳實施形態。
本發明中的不連續纖維(a1)並無特別限制,可使用例如碳纖維、玻璃纖維、醯胺纖維、氧化鋁纖維、碳化矽纖維、硼纖維、金屬纖維、天然纖維、礦物纖維等,該等可為1種或是併用2種以上。其中,從比強度、比剛性高且輕量化效果之觀點而言,較佳係使用聚丙烯腈(PAN)系、瀝青系、嫘縈系等的碳纖維。又,從提高所得之成形體的經濟性之觀點而言,較佳可使用玻璃纖維,尤其從力學特性與經濟性平衡的觀點而言,較佳係併用碳纖維與玻璃纖維。再者,從提高所得之成形體的吸收衝擊性及賦形性之觀點而言,較佳可使用醯胺纖維,尤其從力學特性與吸收衝擊性平衡的觀點而言,較佳係併用碳纖維與醯胺纖維。又,從提高所得之成形體的導電性之觀點而言,亦可使用被覆鎳、銅或鐿等金屬的強化纖維。
又,射出成形體的接合線中,由於不連續纖維(b1)的纖維定向相對於射出樹脂的流動方向為垂直方向,因此導致在接合線的電磁波屏蔽性降低。從電磁波屏蔽性之觀點而言,補強基材(a)所包含的不連續纖維(a1)較佳係呈現導電性。
本發明中的不連續纖維(a1),從提升力學特性之觀點而言,較佳係以上漿劑進行表面處理。作為上漿劑,可舉出多官能環氧樹脂、丙烯酸系聚合物、多元醇、聚乙亞胺等,具體而言可舉出甘油三縮水甘油醚、二甘油聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、山梨糖醇聚縮水甘油醚、阿拉伯糖醇聚縮水甘油醚、三羥甲基丙 烷三縮水甘油醚、新戊四醇聚縮水甘油醚等的脂肪族多元醇的聚縮水甘油醚、聚丙烯酸、丙烯酸與甲基丙烯酸的共聚物、丙烯酸與馬來酸的共聚物或是該等的2種以上的混合物、聚乙烯醇、甘油、二甘油、聚甘油、山梨糖醇、阿拉伯糖醇、三羥甲基丙烷、新戊四醇、1分子中包含多個胺基的聚乙亞胺等。該等之中,從1分子中包含多個反應性高的環氧基且水溶性高而容易塗布於不連續纖維(a1)之觀點而言,本發明中較佳係使用甘油三縮水甘油醚、二甘油聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚。相對於不連續纖維(a1)100質量份,較佳係含有0.01~5質量份的上漿劑,更佳係含有0.1~2質量份的上漿劑。另外,作為較佳的範圍,可為上述任一上限值與任一下限值的組合。又,亦可不將上漿劑均等地賦予不連續纖維(a1),而是在上述較佳範圍內選擇性地設置以高濃度賦予的部分與以低濃度賦予的部分。
作為賦予不連續纖維(a1)上漿劑的手段,可舉出例如:透過滾輪使不連續纖維(a1)浸漬於包含上漿劑之液體的方法、使上漿劑為霧狀而吹附於不連續纖維(a1)的方法等。此時,為了使上漿劑對於不連續纖維(a1)的附著量更為均勻,較佳係以溶劑稀釋上漿劑,或是控制賦予時的溫度、線條張力等。稀釋上漿劑的溶劑,可舉出水、甲醇、乙醇、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、丙酮等,但從製造步驟中容易操作且防災之觀點而言,較佳為水。此溶劑,在將上漿劑賦予不連續纖維(a1)後,可藉由加熱使其蒸發而去除。又,使用不溶或難溶於水 的化合物作為上漿劑的情況中,較佳係添加乳化劑或是界面活性劑而分散於水中使用。作為乳化劑或是界面活性劑,可使用陰離子系乳化劑、陽離子系乳化劑、非離子系乳化劑等。該等之中,使用相互作用小的非離子系乳化劑不易阻礙上漿劑的效果,因而較佳。
作為不連續纖維(a1)的纖維長度,雖無特別限制,但從補強基材(a)及一體化的成形體之力學特性及成形性之觀點而言,較佳為1~50mm,更佳為3~30mm。另外,作為較佳的範圍,可為上述任一上限值與任一下限值的組合。不連續纖維(a1)的纖維長度若在1mm以上,則可效率良好地發揮不連續纖維(a1)帶來的補強效果。又,若為50mm以下,則可良好地保持不連續纖維(a1)的分散。另外,纖維長度可在所有的不連續纖維(a1)中皆為均等,但亦可在上述的較佳的範圍內混合存在有長纖維與短纖維。
作為不連續纖維(a1)之纖維長度的測定方法,具有例如,僅使補強基材(a)的樹脂溶解,過濾剩下的不連續纖維(a1),藉由顯微鏡觀察進行測定的方法(溶解法)。不具有溶解樹脂之溶劑的情況中,則具有在不連續纖維(a1)不會氧化減量的溫度範圍中,僅將樹脂燒除而分離出不連續纖維(a1),藉由顯微鏡觀察進行測定的方法(燒除法)等。測定係隨機選出400條不連續纖維(a1),以光學顯微鏡測定其長度至1μm單位為止,藉此可測定纖維長度與其比例。
補強基材(a)中的不連續纖維(a1)的重量比例,從兼具力學特性與成形性之觀點而言,相對於補強基材(a)100質量%,較佳為5~60質量%,更佳為10~50質量%,再佳為15~40質量%。另外,作為較佳的範圍,可為上述任一上限值與任一下限值的組合。
本發明中樹脂(a2)無特別限制,例如,較佳為熱塑性樹脂。具體而言,可舉出「聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯等的聚酯、或是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等的聚烯烴、或是聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等的聚芳硫醚、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)、聚四氟乙烯等氟系樹脂」等的結晶性樹脂、「苯乙烯系樹脂之外、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳香酯(PAR)」等的非晶性樹脂,除此之外,亦可舉出酚系樹脂、苯氧基樹脂、以及聚苯乙烯系、聚烯烴系、聚胺基甲酸酯系、聚酯系、聚醯胺系、聚丁二烯系、聚異戊二烯系、氟系樹脂、及丙烯腈系等的熱塑彈性體等、或選自於該等之共聚物及改質體等的熱塑性樹脂。其中,從所得之成形體的輕量性之觀點而言,較佳可使用聚烯烴,從強度之觀點而言,較佳可使用聚醯胺,從表面外觀之觀點而言,較佳可使用如聚碳酸酯或苯乙烯系樹脂的非晶性樹脂,從耐熱性 之觀點而言,較佳可使用聚芳硫醚,從連續使用溫度之觀點而言,較佳可使用聚醚醚酮,再從耐藥品性之觀點而言,較佳可使用氟系樹脂。又,可使用熱硬化性樹脂作為樹脂(a2),作為此熱硬化性樹脂,可舉出例如,不飽和聚酯、乙烯酯、環氧、酚、脲.三聚氰胺、聚醯亞胺,或是選自於該等之共聚物及改質體等之熱硬化樹脂。
再者,樹脂(a2)中亦可因應其用途添加雲母、滑石、高嶺石、水滑石、絹雲母、皂土、硬矽鈣石、海泡石、膨潤石、蒙脫石、矽灰石、二氧化矽、碳酸鈣、玻璃珠、玻璃片、玻璃微球、黏土、二硫化鉬、氧化鈦、氧化鋅、氧化銻、多磷酸鈣、石墨、硫酸鋇、硫酸鎂、硼酸鋅、硼酸亞鈣、硼酸鋁晶鬚、鈦酸鉀晶鬚及高分子化合物等的填充材料、金屬系、金屬氧化物系、碳黑及石墨粉末等賦予導電性的材料、溴化樹脂等的鹵素系阻燃劑、三氧化銻或五氧化銻等的銻系阻燃劑、聚磷酸銨、芳香族磷酸酯及紅燐等的磷系阻燃劑、有機硼酸金屬鹽、羧酸金屬鹽及芳香族磺醯亞胺金屬鹽等的有機酸金屬鹽系阻燃劑、硼酸鋅、鋅、氧化鋅及鋯化物等的無機系阻燃劑、三聚氰酸、異三聚氰酸、三聚氰胺、三聚氰胺聚氰酸酯、三聚氰胺磷酸酯及氮化胍等的氮系阻燃劑、聚四氟乙烯(PTFE)等的氟系阻燃劑、聚有機矽氧烷等的聚矽氧系阻燃劑、氫氧化鋁或氫氧化鎂等的金屬氫氧化物系阻燃劑、或其他阻燃劑、氧化鎘、氧化鋅、氧化亞銅、氧化銅、氧化亞鐵、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉬、氧化錫及氧化鈦等的阻燃助劑、顏料、染料、 潤滑劑、脫模劑、相溶劑、分散劑、雲母、滑石及高嶺石等的結晶核劑、磷酸酯等的可塑劑、熱穩定劑、抗氧化劑、防著色劑、紫外線吸收劑、流動性改質劑、發泡劑、抗菌劑、制震劑、防臭劑、滑動性改質劑、及聚醚酯醯胺等的抗靜電劑等。尤其在用途為電器.電子設備、汽車、飛機等的情況中,具有要求阻燃性之情況,較佳為添加磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、無機系阻燃劑。
上述阻燃劑,在呈現阻燃效果的同時,為了使所使用之樹脂的力學特性及成形時的樹脂流動性等保持良好的特性平衡,相對於樹脂100質量份,阻燃劑較佳為1~20質量份。更佳為1~15質量份。
接著,本發明中的射出成形體(b)係將不連續纖維(b1)與樹脂(b2)進行射出成形所得之成形體。
射出成形體(b),從提升力學特性、耐熱性之觀點而言,包含不連續纖維(b1)。不連續纖維(b1)無特別限制,可舉出例如:玻璃纖維、聚丙烯腈系、嫘縈系、木質素系、瀝青系的碳纖維(包含石墨纖維)、鈦酸鉀晶鬚、氧化鋅晶鬚、碳酸鈣晶鬚、矽灰石晶鬚、硼酸鋁晶鬚、醯胺纖維、氧化鋁纖維、碳化矽纖維、陶瓷纖維、石棉纖維、石膏纖維、金屬纖維等、一般作為強化纖維使用者,亦可組合2種以上的纖維使用。從材料成本與力學特性之觀點而言較佳為玻璃纖維,從輕量性與力學特性之觀點而言較佳為碳纖維。
本發明中的樹脂(b2)無特別限制,可例示與在樹脂(a2)中例示者相同的熱塑性樹脂,從成形性、力 學特性之觀點而言,較佳為聚烯烴、聚醯胺、聚碳酸酯、苯乙烯系樹脂、聚芳硫醚、聚醚醚酮、氟系樹脂,特佳為聚烯烴、聚醯胺、聚芳硫醚。
又,本發明中的樹脂(b2),從與補強基材(a)一體化之觀點而言,較佳係與樹脂(a2)同種的樹脂。作為同種樹脂的具體例,在聚醯胺樹脂的情況中,可舉出包含50質量%的聚醯胺6、聚醯胺11、聚醯胺12、聚醯胺66、聚醯胺610、聚醯胺612等之結構的聚醯胺、共聚合聚醯胺。又,較佳亦可使用具有與樹脂(a2)進行化學反應之官能基的樹脂。又,較佳亦可使用樹脂(a2)的SP值的差值在2.5以內的樹脂。SP值可藉由例如Fedors的方法(Polymer Engineering and Science,vol.14,No.2,p147(1974))計算。
射出成形體(b)中的不連續纖維(b1)與樹脂(b2)的質量比例,從力學特性與成形性的平衡而言,相對於樹脂(b2)100質量份,強化纖維(b2)較佳為5~200質量份,更佳為10~100質量份,特佳為20~60質量份。另外,作為較佳的範圍,可為上述任一上限值與任一下限值的組合。又,一體成形體中,於上述較佳的範圍內,亦可存在該質量比例高的部分與低的部分。
從提升力學特性之觀點而言,較佳係以上漿劑對不連續纖維(b1)進行表面處理。作為上漿劑,可舉出多官能環氧樹脂、丙烯酸系聚合物、多元醇、聚乙亞胺等、具體而言可舉出甘油三縮水甘油醚、二甘油聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、山梨糖醇聚縮水甘油 醚、阿拉伯糖醇聚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、新戊四醇聚縮水甘油醚等的脂肪族多元醇的聚縮水甘油醚、聚丙烯酸、丙烯酸與甲基丙烯酸的共聚物、丙烯酸與馬來酸的共聚物或是該等之2種以上的混合物、聚乙烯醇、甘油、二甘油、聚甘油、山梨糖醇、阿拉伯糖醇、三羥甲基丙烷、新戊四醇、1分子中包含多個胺基的聚乙亞胺等。該等之中,從1分子中包含多個反應性高的環氧基且水溶性高而容易塗布於不連續纖維(b1)之觀點而言,本發明中較佳係使用甘油三縮水甘油醚、二甘油聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚。
相對於不連續纖維(b1)100質量份,較佳係含有0.01~5質量份的上漿劑,更佳係含有0.1~2質量份的上漿劑。另外,作為較佳的範圍,可為上述任一上限值與任一下限值的組合。又,亦可不將上漿劑均等地賦予不連續纖維(b1),而是在上述較佳範圍內選擇性地設置以高濃度賦予的部分與以低濃度賦予的部分。
本發明中,作為賦予不連續纖維(b1)上漿劑的手段,可舉出例如,透過滾輪使不連續纖維(b1)浸漬於包含上漿劑之液體的方法、使上漿劑為霧狀而吹附於不連續纖維(b1)的方法等。此時,為了使上漿劑對於不連續纖維(b1)的附著量更為均勻,較佳係以溶劑稀釋上漿劑,或是控制賦予時的溫度、線條張力等。稀釋上漿劑的溶劑,可舉出水、甲醇、乙醇、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、丙酮等,但從製造步驟中容易操作且防災之觀點而言,較佳為水。此溶劑,在將上漿劑賦予不連 續纖維(b1)後,可藉由加熱使其蒸發而去除。又,使用不溶或難溶於水的化合物作為上漿劑的情況中,較佳係添加乳化劑或是界面活性劑而分散於水中使用。作為乳化劑或是界面活性劑,可使用陰離子系乳化劑、陽離子系乳化劑、非離子系乳化劑等。該等之中,使用相互作用小的非離子系乳化劑不易阻礙上漿劑的效果,因而較佳。
從提升射出成形體(b)之力學特性、尺寸精度之觀點而言,不連續纖維(b1)的質量平均纖維長Lw較佳為0.4mm以上。質量平均纖維長度越長,則強度、剛性的提升效果越高,尤其可得到顯著提升衝擊強度的效果。不連續纖維(b1)的質量平均纖維長Lw的上限較佳為3.0mm以下,藉由成為在該範圍的質量平均纖維長Lw,強度、剛性與加工性的平衡變得良好。並且不連續纖維(b1)的質量平均纖維長度Lw再佳為0.4mm以上1.0mm以下。另外,不連續纖維(b1)不是全部為相同的長度,亦可具有不同的長度分布。在不連續纖維(b1)呈現具有不同長度分布的狀態下,可使用上述質量平均纖維長度Lw或是下述數量平均纖維長Ln。
不連續纖維(b1)的數量平均纖維長度Ln係纖維長度相對於測定數量的單純平均值,其靈敏地反應出具有短纖維長度之纖維的貢獻。根據纖維長度的補強效果,纖維長度越長,則補強效果越大。纖維長度長的纖維與纖維長度短的纖維所帶來的效果不同,因此不宜對於此等進行同等的處理。重視纖維長度長之纖維帶來的補強效果的情況,宜考量質量平均纖維長度Lw。
再者,可藉由不連續纖維(b1)的質量平均纖維長度Lw與數量平均纖維長度Ln的比值Lw/Ln而了解纖維長度的分布。Lw/Ln的值若大於1,則包含較多纖維長度長之纖維。不連續纖維(b1)的質量平均纖維長度Lw與數量平均纖維長度Ln的比值Lw/Ln較佳為1.3~2.0。
本發明中,不連續纖維(b1)的數量平均纖維長Ln、不連續纖維(b1)的質量平均纖維長Lw及該等的比值Lw/Ln係由以下方法求得。亦即,從射出成形體(b)切出尺寸為長度10mm、寬度10mm的樣本以作為試片。將該試片浸漬於可溶解樹脂(b2)的溶劑24小時,使樹脂成分溶解。藉由顯微鏡,以100倍的倍率觀察溶解有樹脂成分的試片。該觀察中,針對在視野內之纖維中的任意400條測定纖維長度。將測定的纖維長度作為Li,根據下式算出數量平均纖維長度Ln與質量平均纖維長Lw。
數量平均纖維長度Ln=(ΣLi)/(N)
質量平均纖維長度Lw=(ΣLi2)/(ΣLi)
此處,N為測定條數(400條)。
射出成形體(b)中,亦可因應其用途添加雲母、滑石、高嶺石、水滑石、絹雲母、皂土、硬矽鈣石、海泡石、膨潤石、蒙脫石、矽灰石、二氧化矽、碳酸鈣、玻璃珠、玻璃片、玻璃微球、黏土、二硫化鉬、氧化鈦、氧化鋅、氧化銻、多磷酸鈣、石墨、硫酸鋇、硫酸鎂、硼酸鋅、硼酸亞鈣、硼酸鋁晶鬚、鈦酸鉀晶鬚及高分子化合物等的填充材料、金屬系、金屬氧化物系、碳黑及 石墨粉末等賦予導電性的材料、溴化樹脂等的鹵素系阻燃劑、三氧化銻或五氧化銻等的銻系阻燃劑、聚磷酸銨、芳香族磷酸酯及紅燐等的磷系阻燃劑、有機硼酸金屬鹽、羧酸金屬鹽及芳香族磺醯亞胺金屬鹽等的有機酸金屬鹽系阻燃劑、硼酸鋅、鋅、氧化鋅及鋯化物等的無機系阻燃劑、三聚氰酸、異三聚氰酸、三聚氰胺、三聚氰胺聚氰酸酯、三聚氰胺磷酸酯及氮化胍等的氮系阻燃劑、聚四氟乙烯(PTFE)等的氟系阻燃劑、聚有機矽氧烷等的聚矽氧系阻燃劑、氫氧化鋁或氫氧化鎂等的金屬氫氧化物系阻燃劑、或其他阻燃劑、氧化鎘、氧化鋅、氧化亞銅、氧化銅、氧化亞鐵、氧化鐵、氧化鈷、氧化錳、氧化鉬、氧化錫及氧化鈦等的阻燃助劑、顏料、染料、潤滑劑、脫模劑、相溶劑、分散劑、雲母、滑石及高嶺石等的結晶核劑、磷酸酯等的可塑劑、熱穩定劑、抗氧化劑、防著色劑、紫外線吸收劑、流動性改質劑、發泡劑、抗菌劑、制震劑、防臭劑、滑動性改質劑、及聚醚酯醯胺等的抗靜電劑等。尤其在用途為電器.電子設備、汽車、飛機等的情況中,具有要求阻燃性之情況,較佳為添加磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、無機系阻燃劑。
如上述的本發明的一體成形體中,不連續纖維(a1)及樹脂(a2)所構成的補強基材(a),從對於射出成形體(b)中所形成之接合線的補強效果與射出成形體(b)的成形性之觀點而言,係構成下述態樣。亦即,使補強基材(a)的厚度Ta相對於由補強基材(a)與射出成形體(b)所構成之一體成形體的接合線部之厚度T的比例,在以使 用射出成形體(b)之接合線中的彎曲彈性模數Ebw、補強基材之彎曲彈性模數Ea(與接合線垂直的方向,亦即接合線的寬度方向)所表示之下式所求得的值(以下有時稱為中立補強基材比例)以下。
Ea≠Ebw的情況,中立補強基材比例=(Ebw-(Ea×Ebw))/(Ebw-Ea)
Ea=Ebw的情況
中立補強基材比例=0.5
Ea:補強基材(a)的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)
Ebw:射出成形體(b)之接合線的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)
Ta/T若大於中立補強基材比例,則因補強基材厚度增加而提升補強的效果變小,只是徒增補強基材(a)的厚度。又,在使射出成形體(b)與補強基材(a)一體化成形時,接合線部的樹脂流動性不足,無法得到良好的成形體。因此,本發明中,使Ta/T在中立補強基材比例以下。
從相同之觀點而言,Ta/T較佳係在中立補強基材比例的0.9以下。另一方面,Ta/T較佳係在中立補強基材比例的0.05以上。厚度若小於中立補強基材比例的0.05,補強基材(a)所帶來的接合線部的補強效果容易變小,而具有在一體成形體的接合線部的物性變得不足的情況。更佳為0.2以上。
更具體而言,從補強基材(a)的操作性與射出成形體(b)之成形性之觀點而言,本發明中的補強基材 (a),厚度較佳為0.25mm以下。厚度比0.25mm更厚的情況,在使包含射出成形體(b)之成形體一體化成形時,接合線部的樹脂流動性並不充分,有時無法得到良好的成形體。再佳為0.2mm以下。另一方面,補強基材(a)其厚度較佳為0.03mm以上。厚度若小於0.03mm,補強基材(a)的操作性複雜,在嵌入模具內的過程中可能導致補強基材破損。更佳為0.05mm以上。
另外,補強基材(a)的厚度是以下述方法算出。在補強基材(a)的同一面中,以直線距離XY成為最長的方式決定2點X、Y,將該直線XY分成10等分,去除此時的兩端XY,在各分割點中測定厚度,將其平均值作為補強基材(a)的厚度。本發明中所使用之補強基材,被認為在一體化前後物性並無變化,因此可以一體化前的物性值代替作為一體化後的物性值。
又,補強基材(a)的形態並無限制,可舉出片狀、帶狀的形態,但從沿著射出成形體(b)的接合線有效率地配置之觀點而言,較佳為帶狀的基材。
本發明中,一體成形體中的補強基材(a)的厚度偏差較佳在10%以下。補強基材與射出成形體在一體化時,補強基材(a)雖會產生厚度偏差,但厚度偏差大於10%的情況,在對一體成形體施加荷重時,應力集中於厚度變動的部分,結果有時會成為成形體破壞的起點。較佳為小於5%。該厚度偏差的下限無特別限制,若非要提及則為0%。又,該厚度偏差大至超過10%的情況,應力傾向集中於厚度薄之處,而具有下述補強基材(a)與射出成形體(b)的接合強度不足的情況。
該厚度偏差的測定方法如下。如圖2所示,從一體成形體裁切出補強基材與射出成形體一體化的部分,包埋入環氧樹脂後,如圖7所示,進行研磨而使剖面成為觀察面,以製作試片。以雷射顯微鏡(例如,基恩斯(股)製,VK-9510)將該試片放大200倍,進行補強基材厚度的觀察。在通用影像解析軟體上展開觀察影像,使用組合至軟體中的程式等,測定觀察影像中所見的補強基材的平均厚度t1、最大厚度t2及最小厚度t3,以下式算出一體成形體中的補強基材之厚度偏差(%)。補強基材的平均厚度t1,係將觀察影像中的補強基材剖面在寬度方向上分成10等分,並去除此時的兩端,在各分割點中測定厚度,再將其平均值作為補強基材的平均厚度。
厚度偏差(%)=((t2(mm)-t3(mm))/t1(mm))/100。
又,本發明的一體成形體中,較佳係以滿足上述關係的方式選擇.配置補強基材(a),藉此使補強基材(a)與非接合線部中的射出成形體(b)的彎曲彈性模數的比值Ea/Eb為0.7~1.3。此彎曲彈性模數的比值Ea/Eb為0.7~1.3係指應力難以集中於射出成形體與補強基材的接合面或是該補強基材端部,而可得到兼具接合線之補強與一體成形體之強度的成形體。較佳為0.8~1.2。另外,作為較佳的範圍,可為上述任一上限值與任一下限值的組合。又,射出成形體(b)的彎曲彈性模數亦可在非接合線部的整個區域為定值,但只要彎曲彈性模數的比值成為上述較佳範圍內的值,則亦可存在高的部分與低的部分。
具體而言,補強基材(a),彎曲彈性模數較佳在10GPa以上。更佳為15GPa以上。彎曲彈性模數的下限並無特別限制。補強基材(a)的彎曲彈性模數若在10GPa以上,則可抑制補強基材與射出成形體在一體化時因為射出樹脂壓力導致補強基材的變形,進而使一體化後的補強基材不易發生歪扭、形變等。再者,補強基材(a)的彎曲彈性模數若在15GPa以上,則即使補強基材的寬度變小,一體化後的補強基材亦不易發生歪扭、形變等。此外,補強基材(a),其彎曲彈性模數若實質上為等向性,則在補強基材與射出成形體一體化時,無論從什麼方向對補強基材施加射出樹脂壓力,一體化後的補強基材皆不易發生歪扭、形變等,因而較佳。
並且射出成形體(b)在非接合線部中的彎曲彈性模數較佳亦在10GPa以上。更佳為15GPa以上,再佳為20GPa以上。射出成形體(b)之非接合線部中的彎曲彈性模數若在10GPa以上,則可得到剛性高的一體成形體。此彎曲彈性模數的下限並無特別限制。
補強基材(a)及射出成形體(b)之彎曲彈性模數的測定係依據ISO178法(1993)進行測定。各測定數為n=5,將平均值作為補強基材(a)與射出成形體(b)的彎曲彈性模數。從補強基材(a)與射出成形體(b)的彎曲彈性模數求出彎曲彈性模數的比值Ea/Eb。另外,「非接合線部」係指射出成形體的接合線以外的部分,其係指可發揮所使用之射出樹脂原來之特性的部分。
並且在使補強基材(a)與非接合線部中的射出成形體(b)的彎曲彈性模數的比值如上述時,補強基材(a),相對於一體成形體的投影面積,較佳為50%以下。亦即,較佳係在以配置補強基材(a)的面為水平方向且向上的方式配置一體成形體並從上方投影時,在一體成形體之投影面積的50%以下的範圍內配置補強基材(a)。該面積比若在50%以下,則射出模具模穴內的射出樹脂的流動性提升,因此對於成形為薄壁或複雜形狀有利。又,從排出射出成形時之空氣或是射出樹脂之分解氣體及成形體的輕量化之觀點而言亦為優良。上述的面積比更佳為30%以下。又,補強基材(a)相對於一體成形體之投影面積的面積下限,從接合補強之觀點而言,較佳為5%以上,再佳為10%以上。
另外,從一體成形體的成形性及輕量化之觀點而言,若縮小補強基材面積,一般而言,雖認為應力容易集中於射出成形體與補強基材的接合面或是補強基材端部,但藉由使補強基材與非接合線部中的射出成形體的彎曲彈性模數的比值如上所述,可抑制應力的集中,而可兼具一體成形體的成形性與強度。
又,本發明的一體成形體中,補強基材(a)的彎曲強度σa與非接合線部中的射出成形體(b)的彎曲強度σb的比值σa/σb較佳為0.7~1.3。該彎曲強度的比值σa/σb若為0.7~1.3,則關於射出成形體之接合線的補強,因為不會進行過度補強,因此從降低成形體的成本及輕量化之觀點而言較佳。更佳為0.8~1.2。另外,作為 較佳的範圍,可為上述任一上限值與任一下限值的組合。又,射出成形體(b)的彎曲強度亦可在非接合線部的整個區域中為定值,但只要彎曲強度的比為上述較佳的範圍內的值,則亦可存在高的部分與低的部分。
具體而言,補強基材(a),彎曲強度較佳在200MPa以上。更佳為300MPa以上。並且射出成形體(b),在非接合線部中的彎曲強度較佳為200MPa以上。更佳為300MPa以上。關於此彎曲強度的下限並無特別限制。射出成形體(b)的彎曲強度,若進一步相應地使補強基材(a)的彎曲強度為200MPa以上,則即使對於一體成形體施加荷重亦不易破壞,因而較佳。
補強基材(a)及射出成形體(b)的彎曲強度的測定係依據ISO178法(1993)進行測定。各測定數為n=5,將平均值作為補強基材(a)與射出成形體(b)的彎曲強度。從補強基材(a)與射出成形體(b)的彎曲強度求得彎曲強度的比值σa/σb。另外,為了使補強基材(a)與非接合線部中的射出成形體(b)的彎曲強度的比值在上述範圍內,亦可例如使各纖維的含量為相同程度。
本發明中,補強基材(a)較佳係實質上為等向性。實質上為等向性係指補強基材(a)的彎曲強度、彎曲彈性模數、線膨脹係數與測定方向無關皆為相同。更具體而言,在補強基材(a)中以任意方向作為0°方向,對於0°、+45°、-45°、90°的4個方向切出試片,針對各方向的試片,依據ISO178法(1993)測定彎曲強度、彎曲彈性模數,依據ISO11359-2(1999,TMA)測定線膨脹係數, 較佳係其最大值在最小值的1.3倍以下,亦即表示彎曲強度、彎曲彈性模數、線膨脹係數與方向無關而皆為均勻。藉由使補強基材(a)實質上為等向性,可在對接合線進行補強時不考量基材方向即與射出成形體一體化而補強,因而較佳。又,即使在射出成形時使補強基材與薄壁或複雜形狀的成形體一體化的情況中,可防止因成形壓力導致補強基材的纖維混亂或埋入射出樹脂,因而較佳。
為了實質上使補強基材(a)為等向性,不連續纖維(a1)較佳大致為單絲狀且隨機分散的狀態。此處,不連續纖維(a1)大致為纖狀,係指不連續纖維(a1)以小於500條的細纖度股線存在。更佳為不連續纖維(a1)分散為單絲狀。又,隨機分散係指補強基材(a)的剖面觀察影像中,不連續纖維的二維定向角的算術平均值在30°以上、60°以下的範圍內。此二維定向角為互相交叉的2條不連續纖維(a)所形成之角度,其定義係在交叉的單纖維彼此形成的角度之中在0°以上、90°以下的範圍內的銳角側的角度。
關於得到不連續纖維(a1)隨機分散之狀態的補強基材(a)的方法雖無特別限制,但可舉出例如,(1)在噴射氣流下使具有切股形態的不連續纖維束開纖、分散,使其分散物聚集於輸送帶上,再使樹脂含浸於其中而進行複合,並進行加壓成形而得的方法,(2)在噴射氣流下使具有切股形態的不連續纖維束與樹脂纖維開纖、混合,使其混合物聚集於輸送帶上再對其進行加壓成形 而得的方法,(3)在分散液中使具有切股形態的不連續纖維開纖、分散,在有孔支持體上進行抄紙,再使樹脂含浸於其中而進行複合,並且進行加壓成形而得的方法,(4)在分散液中使具有切股形態的不連續纖維束與樹脂纖維開纖、混合,在有孔支持體上進行抄紙,再對其進行加壓成形而得的方法,(5)以梳理機使具有切股形態的不連續纖維開纖、分散,使其分散物聚集於輸送帶上,再使樹脂含浸於其中而進行複合,並且進行加壓成形而得的方法,及(6)以梳理機機將具有切股形態的不連續纖維束與樹脂纖維開纖、混合,使其混合物聚集於輸送帶上,再對其進行加壓成形而得的方法等。更佳為使用不連續纖維束的開纖性優良且可較長地維持該不連續纖維之纖維長度的(1)~(4)的方法,從生產性之觀點而言,再佳為使用(3)或(4)的方法。
(1)或(2)的方法中,藉由控制氣流的流動,以單纖維狀使不連續纖維均勻分散,亦可提升補強基材(a)的等向性。(3)或(4)的方法中,使不連續纖維相對於分散液量的濃度下降,使攪拌分散液的攪拌翼為攪拌力大的形狀,或是提高攪拌翼的旋轉數,藉此可以單纖維狀使不連續纖維均勻分散,亦可提升補強基材(a)的等向性。
從提高成形體之輕量性的觀點而言,補強基材(a)的比重較佳為0.5~1.5。更佳為0.5~1.3,再佳為0.5~1.1。比重的測定,係裁切出補強基材(a),依據ISO1183(1987)進行測定。
再者,補強基材(a),線膨脹係數較佳為7×10-6/K以下,更佳為5×10-6/K以下。下限無特別限制。線膨脹係數的測定,係依據ISO11359-2(1999)進行測定。補強基材(a)的線膨脹係數若為7×10-6/K以下,則在補強基材與射出成形體一體化時,可抑制補強基材的變形,而在一體化後不易發生補強基材的歪扭、形變等。再者,補強基材(a)的線膨脹係數若在5×10-6/K以下,即使縮小補強基材的寬度,在一體化後亦不易發生補強基材的歪扭、形變等。並且,補強基材(a),除了線膨脹係數為上述範圍以外,更佳係實質上為等向性。
補強基材(a)的形狀,從有效率地沿著接合線配置之觀點而言,較佳為帶狀的基材。帶狀為薄且細長的帶狀。較佳為厚度0.03~0.25mm,寬度(接合線的寬度方向)2.5~15mm。關於長度,相對於補強基材的寬度,較佳為1.2倍以上,更佳為2倍以上。補強基材之長度的上限無特別限制。又,若補強基材為薄的帶狀,其具有柔軟性、操作性優良、可藉由自動帶積層裝置ATL(Automated Tape Laying)將補強基材(a)嵌入射出模具內,從對於生產性、複雜形狀的對應性而言較佳。
本發明的一體成形體中,補強基材(a)與射出成形體(b)的接合強度較佳為7MPa以上。接合強度小於7MPa的情況,接合線的補強效果不充分,而具有無法說是良好的一體成形體的情況。更佳為10MPa以上。接合強度的上限無特別限制,若非要提及,則在接合界面完全一體化的情況下,與所使用之樹脂的拉伸強度相等,例如聚醯胺的情況為150MPa。
接合強度的測定方法如下。首先,如圖2所示,裁切出補強基材與射出成形體一體化的部分作為試片(圖6(a))。接著,在圖6(b)所示的測定裝置的治具上塗布黏著劑(例如,ThreeBond 1782,ThreeBond股份有限公司製),在23±5℃、50±5%RH下放置4小時後,使該試片接著而固定。接著,在25℃的環境溫度下進行拉伸試驗。此時,在試驗開始前,維持未對於試片施加拉伸試驗之負載的狀態至少5分鐘,又,在試片上配置熱電偶,確認與環境溫度相同後,進行拉伸試驗。拉伸試驗係以拉伸速度1.27mm/分,從兩者的接著面朝90°方向拉伸而進行,將其最大荷重(補強基材與射出形成體開始分離時的荷重,亦即斷裂荷重)除以接合面積的值作為接合強度(單位:MPa)。試料數為n=5,取其平均。
射出成形體(b)中若包含不連續纖維(b1),一般而言在接合線的物性容易明顯降低。因此,本發明中以補強基材(a)覆蓋射出成形體(b)的接合線的一部分或是全部,而使該補強基材(a)與射出成形體(b)一體化。使補強基材(a)與射出成形體(b)一體化的方法無特別限制,可舉出將預成形之補強基材(a)與射出成形體(b)接合的方法、在使射出成形體(b)成形時於射出成形模具內配置補強基材(a)而與成形同時一體化的方法等。作為使補強基材(a)與射出成形體(b)接合的方法,可舉出例如,熱板熔接、振動熔接、超音波熔接、雷射熔接、自動帶積層裝置ATL(Automated Tape Laying)等,又亦可藉由黏著劑接合。在與射出成形同時一體化的方法中,將補強 基材(a)配置於射出成形模具內的接合線預定處之後進行射出成形,藉此可一體化。關於在射出成形模具中配置補強基材(a)的方法無特別限制,可舉出將預先裁切成接合線形狀的補強基材(a)嵌入的方法,藉由自動帶積層裝置ATL,以加熱器加熱、雷射加熱等使補強基材(a)軟化.熔融而貼附於模具內的方法等。該等之中,從與生產性、複雜形狀的對應性來看,較佳為藉由自動帶積層裝置ATL將補強基材(a)貼附於射出模具內之後射出成形而進行一體化的方法。
本發明的一體成形體,較佳係補強基材(a)在射出成形體(b)之接合線的寬度方向中2.5~15mm的整個距離與射出成形體一體化。在接合線的寬度方向中2.5~15mm的整個距離與射出成形體一體化,可兼具接合補強與成形體的輕量化及成形性,因而較佳。更佳為3~12.5mm,再佳為5~10mm。另外,作為較佳的範圍,可為上述任一上限值與任一下限值的組合。又,在上述較佳的範圍內亦可存在寬度較寬的一體化部分與寬度較窄的一體化部分。
又,接合線的寬度因為一體成形體的厚度而變化,因此較佳係補強基材(a)在射出成形體(b)之接合線的寬度方向上滿足下述關係而覆蓋接合線的一部分或是全部,進而與射出成形體(b)一體化。
1≦Wa/5T≦10
Wa:補強基材(a)的寬度
T:一體成形體之接合線部的厚度
藉由滿足上述關係,可兼具接合線的補強與成形體的輕量化及成形性,因而較佳。更佳為2≦Wa/5T≦5。
本發明的一體成形體,一方面具有射出成形之優點、即可以良好的生產性形成複雜成形體,一方面可改良射出成形體的課題、即接合線的強度、剛性,因此可應用於例如,汽車零件、飛機零件、電器.電子零件、辦公室自動化設備、建築構件、家電設備、醫療設備、各種容器、日用品、生活雜貨及衛生用品等各種用途。作為具體用途,可舉出汽車用引擎蓋下的零件、汽車用內裝零件、汽車用外裝零件、汽車用連接器、電器.電子零件、建築構件、機械零件、容器.餐具類。
作為汽車用引擎蓋下方的零件,可舉出空氣流量計、空氣泵、恆溫器外殼、引擎架、點火器芯軸、點火器殼體、離合器芯軸、感測器外殼、怠速控制閥、真空切換閥、電子控制單元(ECU)外殼、真空泵殼體、空擋啟動開關、旋轉感測器、加速度感測器、分電器蓋、線圈基座、防鎖死煞車系統(ABS)用致動器殼體、散熱器水箱的頂部及底部、潔淨風扇、風扇覆板、引擎蓋、缸頭蓋、油蓋、承油盤、濾油器、油箱蓋、燃油過濾器、分電器蓋、蒸氣炭罐外殼、空氣清淨器外殼、確動皮帶蓋、剎車助力器、各種殼體、各種管路、各種槽體、各種軟管、各種夾具、各種閥、各種管線等。
作為汽車用內裝零件,可舉出扭矩控制桿、安全帶零件、調風器葉片、雨刷操作桿、窗調整器把手、窗調整器的旋鈕、通過燈操縱桿、遮陽板支架、各種馬達外殼等。
作為汽車用外裝零件,可舉出車頂軌道、擋板、裝飾、保險桿、後視鏡架、阻流板、引擎罩排氣孔、輪圈、輪圈蓋、前蓋板框架、燈反射器、燈罩、門把等。
作為汽車用連接器,可舉出束線連接器、SMJ連接器、PCB連接器、門扣連接器等。
作為電器.電子零件,可舉出繼電器殼體、線圈芯軸、光學拾取器底盤、馬達殼體、筆記型電腦外殼及內部零件、CRT顯示器外殼及內部零件、列印機外殼及內部零件、行動電話、行動式電腦、手持行動式等的行動終端外殼及內部零件、記錄媒體(CD、DVD、PD、FDD等)驅動器的外殼及內部零件、影印機的外殼及內部零件、傳真機的外殼及內部零件、拋物形天線、VTR零件、電視零件、熨斗、吹風機、電鍋零件、微波爐零件、音響零件、視訊相機、投影機等的影像設備零件、光碟(CD)、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM、藍光光碟等的光學記錄媒體的基板、照明零件、冰箱零件、空調零件、打字機零件、文字處理器零件、電子樂器、家庭用遊戲機、行動型遊戲機等的外殼及內部零件、各種齒輪、各種殼體、感測器、LEP燈、連接器、插座、電阻器、繼電器殼體、開關、線圈芯軸、電容器、可變電容器殼體、光學拾取器、共振器、各種端子板、轉換器、插頭、印刷配線板、調諧器、揚聲器、麥克風、耳機、小型馬達、磁頭基座、電源模組、半導體、液晶、FDD托架、FDD底盤、馬達刷架、變壓器構件、線圈芯軸等。
作為建築構件,可舉出窗框滑輪、遮光窗簾配件、配管接點、窗簾襯裡、遮光零件、瓦斯表零件、水表零件、熱水器零件、屋頂面板、隔熱壁、調整器、塑膠柱、天花板懸吊工具、樓梯、門、地板等。
作為機器零件,可舉出齒輪、螺具、彈簧、軸承、桿、按鍵桿、凸輪、棘輪、滾輪、供水零件、玩具零件、捆束帶、夾具、風扇、釣線、管線、洗淨用治具、馬達零件、顯微鏡、雙筒望遠鏡、相機、時鐘等。
作為容器.餐具類,可舉出托盤、護罩、刀、叉、湯匙、管路、塑膠罐、收納袋、容器、槽、籃子等的容器.餐具類、耐熱容器類,微波爐料理用容器類、化妝品容器類等。
該等之中,較佳係用於汽車用內裝零件、汽車用外裝零件、汽車用連接器、要求薄壁、輕量、剛性的電器.電子零件、電子設備框體。
實施例
以下,藉由實施例更詳細說明本發明。
(1)補強基材中的強化纖維之纖維質量含有率Waf(%)
裁切出補強基材的任意5處,分別針對該等裁切出來的補強基材測定質量Wa1之後,在空氣中、600℃下將該補強基材加熱1小時,將樹脂成分燒除,測定剩下的強化纖維之質量Wa2,以下式算出纖維質量含有率Waf。將5處中測定的纖維質量含有率Waf的平均值作為補強基材中的強化纖維之纖維質量含有率。
.Waf(%)=100×Wa2/Wa1
(2)補強基材的厚度Ta
在補強基材的相同面中,以直線距離XY成為最長的方式決定2點X、Y,將該直線XY分成10等分時,去除兩端XY,並在各分割點中測定厚度,將其平均值作為補強基材的厚度Ta(mm)。
(3)補強基材的體密度
從任意5處裁切出正方形(100mm見方)的補強基材,分別針對裁切出來的補強基材測定質量Wa3,以下式算出體密度,採用其平均值。
補強基材的體密度=Wa3(g)/(10(cm)×10(cm)×Ta(cm))
另外,無法裁切出100mm見方的情況,則裁切出可裁切的最大正方形,以下式算出體密度。
補強基材的體密度=Wa3(g)/(裁切出來的正方形之補強基材的面積(cm2)×Ta(cm))
Ta:補強基材的厚度(cm)。
(4)補強基材的彎曲強度σa、彎曲彈性模數Ea
針對厚度小於1mm的補強基材,在具有厚度1.1mm之箱型模穴的沖壓成形模具內,以積層之補強基材厚度比模具之模穴厚度更厚的方式,積層補強基材。接著,封閉模具,以成形壓力30MPa加壓,保持2分鐘後打開模具並脫模,以製作試驗用成形板(補強基材)。從該試 驗用成形板切出試片,依照ISO178法(1993)測定彎曲特性。在將任意方向作為0°方向的情況中,針對0°、+45°、-45°、90°的4個方向製作裁切試片,針對各方向以測定數n=5測定彎曲強度及彎曲彈性模數,採用該等的平均值作為彎曲強度σa及彎曲彈性模數Ea。其中,關於使用連續纖維的補強基材,在製作試驗用成形板時,使纖維方向一致而積層,並使纖維方向為0°的方向。使用「INSTRON(註冊商標)」5565型萬能材料試驗機(INSTRON.JAPAN(股)製)作為測定裝置。
針對厚度1mm以上的補強基材,將其作為試驗用成形板(補強基材),從其裁切出試片,依照ISO178法(1993)測定彎曲特性。在將任意方向作為0°方向的情況中,針對0°、+45°、-45°、90°的4個方向製作裁切試片,針對各方向以測定數n=5測定彎曲強度及彎曲彈性模數,採用該等的平均值作為彎曲強度σa及彎曲彈性模數Ea。
(5)補強基材之彎曲強度的σaMax、σaMin及彎曲彈性模數的EaMax、EaMin
由前項所測定的0°、+45°、-45°、90°的4個方向的彎曲強度及彎曲彈性模數之中,分別使最大值為σaMax、EaMax,使最小值為σaMin、EaMin。
(6)補強基材的線膨脹係數Ca
針對厚度小於1mm的補強基材,在具有厚度1.1mm之箱型模穴的沖壓成形模具內,以積層之補強基材厚度比模具之模穴厚度更厚的方式,積層補強基材。接著,封閉模具,以成形壓力30MPa加壓,保持2分鐘後打開模具並脫模,以製作試驗用成形板(補強基材)。從該試驗用成形板裁切出試片,依據ISO11359-2(1999)測定補強基材的線膨脹係數。使任意方向為0°方向的情況下,針對0°、+45°、-45°、90°的4個方向製作裁切試片,針對各方向以測定數n=5測定線膨脹係數,採用其平均值作為線膨脹係數Ca。其中,關於使用連續纖維的補強基材,在製作試驗用成形板時,使纖維方向一致而積層,並使纖維方向為0°的方向。
關於厚度1mm以上的補強基材,將其作為試驗用成形板(補強基材),從其裁切出試片,依據ISO11359-2(1999)進行測定。使任意方向為0°方向的情況下,針對0°、+45°、-45°、90°的4個方向製作裁切試片,針對各方向以測定數n=5測定線膨脹係數,採用其平均值作為線膨脹係數Ca。
(7)補強基材之線膨脹係數的CaMax、CaMin
由前項所測定的0°、+45°、-45°、90°的4個方向的線膨脹係數之中,使最大值為CaMax,使最小值為CaMin。
(8)補強基材之彎曲強度的判定
根據補強基材的彎曲強度σa,以下述基準進行判定。
A:強度在250MPa以上
B:強度在200MPa以上小於250MPa
C:強度在150MPa以上小於200MPa
D:強度小於150MPa。
(9)補強基材之彎曲彈性模數的判定
根據補強基材之彎曲彈性模數Ea,以下述基準進行判定。
A:彎曲彈性模數在15GPa以上
B:彎曲彈性模數在10GPa以上小於15GPa
C:彎曲彈性模數在5GPa以上小於10GPa
D:彎曲彈性模數小於5GPa。
(10)補強基材之線膨脹係數的判定
根據補強基材的線膨脹係數Ca,以下述基準進行判定。
A:線膨脹係數在7×10-6/K以下
B:線膨脹係數大於7×10-6/K在10×10-6/K以下
C:線膨脹係數大於10×10-6/K在20×10-6/K以下
D:線膨脹係數大於20×10-6/K。
(11)補強基材之等向性的判定
針對補強基材的彎曲強度σa、彎曲彈性模數Ea、線膨脹係數Ca的各特性,根據平面不均勻,以下述基準進行判定。
A:最大值為最小值的1.3倍以下
B:最大值大於最小值的1.3倍在2倍以下
C:最大值大於最小值的2倍。
(12)射出成形體中的強化纖維之纖維質量含有率Wbf(%)
測定射出成形體的質量Wb1之後,將該射出成形體在空氣中於600℃下加熱1小時,將樹脂成分燒除,測定剩下的強化纖維之質量Wb2,以下式算出。
.Wbf(%)=100×Wb2/Wb1。
(13)非接合線部中的射出成形體之彎曲強度σb、彎曲彈性模數Eb
藉由射出成形,製作並裁切多目的試片,依照ISO178法(1993)測定彎曲特性。測定數為n=5,將平均值作為該彎曲強度σb及該彎曲彈性模數Eb。使用「INSTRON(註冊商標)」5565型萬能材料試驗機(INSTRON.JAPAN(股)製)作為測定裝置。
(14)非接合線部中的射出成形體之彎曲強度σb的判定
根據由前項測定的射出成形體的彎曲強度σb,以下述基準進行判定。
A:強度在400MPa以上
B:強度在300MPa以上小於400MPa
C:強度在200MPa以上小於300MPa
D:強度小於200MPa。
(15)非接合線部中的射出成形體之彎曲彈性模數Eb的判定
根據由前述各項測定的射出成形體的彎曲彈性模數Eb,以下述基準進行判定。
A:彎曲彈性模數在30GPa以上
B:彎曲彈性模數在25GPa以上小於30GPa
C:彎曲彈性模數在20GPa以上小於25GPa
D:彎曲彈性模數在15GPa以上小於20GPa
E:彎曲彈性模數小於15GPa。
(16)接合線部中的射出成形體之彎曲強度σbw、彎曲彈性模數Ebw
藉由射出成形,製作並裁切中央部存在接合線的多目的試片,依照ISO178法(1993)測定接合線的彎曲特性,測定數為n=5,將平均值作為該彎曲強度σbw及該彎曲彈性模數Ebw。使用「INSTRON(註冊商標)」5565型萬能材料試驗機(INSTRON.JAPAN(股)製)作為測定裝置。
(17)接合線部中的射出成形體之彎曲強度σbw的判定
根據由前項測定的射出成形體的彎曲強度σbw,以下述基準進行判定。
A:強度在400MPa以上
B:強度在300MPa以上小於400MPa
C:強度在200MPa以上小於300MPa
D:強度小於200MPa。
(18)接合線部中的射出成形體之彎曲彈性模數Ebw的判定
根據由前述各項測定的射出成形體的彎曲彈性模數Ebw,以下述基準進行判定。
A:彎曲彈性模數在30GPa以上
B:彎曲彈性模數在25GPa以上小於30GPa
C:彎曲彈性模數在20GPa以上小於25GPa
D:彎曲彈性模數在15GPa以上小於20GPa
E:彎曲彈性模數小於15GPa。
(19)厚度比例的計算
一體成形體中,使用下式算出補強基材的厚度比例。
厚度比例=Ta/T
Ta:補強基材的厚度
T:一體成形體之接合線部的厚度
另外,一體成形體之接合線部的厚度,係在長度方向將一體成形體中的接合線部分成10等分時,將兩端去除,在各分割點中測定補強基材與射出成形體的總厚度,將其平均值作為一體成形體的接合線部的厚度T(mm)。
(20)中立補強基材比例的計算
一體成形體中,使用下式算出中立補強基材比例。然而,補強基材之彎曲彈性模數與射出成形體之接合線的彎曲彈性模數的差值只要在10%以內,則將補強基材的彎曲彈性模數與射出成形之接合線的彎曲彈性模數視為相同,將中立補強基材比例作為0.5。
中立補強基材比例=(Ebw-(Ea×Ebw))/(Ebw-Ea)
Ea:補強基材(a)的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)
Ebw:射出成形體(b)之接合線的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)。
(21)補強基材相對於射出成形體(非接合線部)的彎曲強度比的計算
使用補強基材的彎曲強度σa與非接合線部中的射出成形體的彎曲強度σb,以下式算出。
.補強基材相對於射出成形體(非接合線部)的彎曲強度比=σa/σb
(22)補強基材相對於射出成形體(非接合線部)的彎曲彈性模數比的計算
使用補強基材的彎曲彈性模數Ea與非接合線部中的射出成形體的彎曲彈性模數Eb,以下式算出。
.補強基材相對於射出成形體(非接合線部)的彎曲彈性模數比=Ea/Eb
(23)補強基材相對於射出成形體(非接合線部)的彎曲強度比及彎曲彈性模數比的判定
根據補強基材相對於射出成形體(非接合線部)的彎曲強度比及彎曲彈性模數比,分別以下述基準進行判定。
A:0.8以上1.2以下
B:0.7以上小於0.8或是大於1.2且1.3以下
C:小於0.7或是大於1.3。
(24)補強基材相對於嵌入範圍之面積變化率的測定
如圖1所示,測定存在補強基材之嵌入範圍S0內的一體成形體其表面所存在之補強基材相對於補強基材之嵌入範圍S0的表面積S1,藉此以下式算出補強基材相對於嵌入範圍的面積變化率S。
S(面積%)=(|S1-S0|/S0)×100
此處所指的補強基材的嵌入範圍S0,係以射出成形體與補強基材的一體化為目標的範圍,圖1中係以粗框線表示。與射出成形體一體化時,若補強基材埋入射出樹脂,或補強基材的位置從嵌入範圍偏離,則補強基材相對於嵌入範圍的面積變化率S變大。
(25)一體成形體之成形性的判定
根據由前項測定的補強基材的面積變化率S,以下述基準進行判定。
A:補強基材的面積變化率在3%以下
B:補強基材的面積變化率大於3%且為5%以下
C:補強基材的面積變化率大於5%且為10%以下
D:補強基材的面積變化率大於10%。
(26)一體成形體的彎曲強度σc、彎曲彈性模數Ec
如圖2所示,從一體成形體裁切出試片,依照ISO178法(1993)測定彎曲特性。試片係以接合線部位於中央的方式切出。測定數為n=5,將平均值作為彎曲強度σc及彎曲彈性模數Ec。使用「INSTRON(註冊商標)」5565型萬能材料試驗機(INSTRON.JAPAN(股)製)作為測定裝置。
(27)一體成形體之彎曲強度的判定
根據由前項測定的一體成形體的彎曲強度σc,以下述基準進行判定。
AA:強度在300MPa以上
A:強度在250MPa以上小於300MPa
B:強度在200MPa以上小於250MPa
C:強度在150MPa以上小於200MPa
D:強度小於150MPa。
(28)一體成形體之彎曲彈性模數的判定
根據由前述各項測定的一體成形體的彎曲彈性模數Ec,以下述基準進行判定。
A:彎曲彈性模數在15GPa以上
B:彎曲彈性模數在10GPa以上小於15GPa
C:彎曲彈性模數在5GPa以上小於10GPa
D:彎曲彈性模數小於5GPa。
(29)一體成形體之強度的測定
在所得之箱型的一體成形體之中央,以 20mm的壓子施加荷重,測定一體成形體破壞時的荷重以作為強度。使用「INSTRON(註冊商標)」5565型萬能材料試驗機(INSTRON.JAPAN(股)製)作為測定裝置。
(30)一體成形體之強度的判定
A:荷重500N以上
B:荷重400N以上小於500N
C:荷重300N以上小於400N
D:荷重小於300N。
[碳纖維1]
從以聚丙烯腈為主成分之共聚物進行紡絲、烘烤處理、表面氧化處理,得到總單絲數12,000條的連續碳纖維。該連續碳纖維的特性如下。
單纖維徑:7μm
比重:1.8
拉伸強度:4600MPa
拉伸彈性模數:220GPa
[碳纖維2]
從以聚丙烯腈為主成分之共聚物進行紡絲、烘烤處理、表面氧化處理,得到總單絲數12,000條的連續碳纖維。該連續碳纖維的特性如下。
單纖維徑:7μm
比重:1.8
拉伸強度:4100MPa
拉伸彈性模數:420GPa
[碳纖維3]
TORAY(股)製,TORAYCA T800SC-24000
單纖維徑:5μm
比重:1.8
拉伸強度:5880MPa
拉伸彈性模數:294GPa
[玻璃纖維]
日東紡製,商品名稱PF-E001。
[補強基材1]
以機卡式切刀將碳纖維1裁切為6mm,得到切股碳纖維。製作包含水與界面活性劑(Nakalai Tesque(股)製,聚氧基乙烯月桂醚(商品名稱))的濃度0.1質量%的分散液,使用抄紙基材的製造裝置從該分散液與上述切股碳纖維製造抄紙基材。該製造裝置具備:抄紙槽;直徑1000mm的圓筒形容器,其作為分散槽,在容器下部具有開口旋塞;及直線狀的輸送部(傾斜角30°),其將分散槽與抄紙槽連接。
分散槽頂面的開口部附有攪拌機,可從開口部投入切股碳纖維及分散液(分散媒介)。抄紙槽在底部具備具有寬度500mm之抄紙面的網狀輸送帶,並使可運送碳纖 維基材(抄紙基材)的輸送帶連接於網狀輸送帶。抄紙係使分散液中的碳纖維濃度為0.05質量%而進行。經抄紙的碳纖維基材,以200℃的乾燥爐乾燥30分鐘。所得之碳纖維基材的寬度為500mm,長度為500mm,單位面積重量為50g/m2
將一片上述碳纖維基材與膜厚相同的兩片TORAY(股)製CM1007(尼龍6樹脂)膜積層為膜/碳纖維基材/膜的態樣,藉由加壓成形,在250℃的溫度下施加5MPa的壓力2分鐘,製作碳纖維基材中含浸有尼龍6樹脂的補強基材1。補強基材的特性如表1-1所示。
[補強基材2]
以纖維質量含有率成為52%的方式調整含浸於碳纖維基材的尼龍6樹脂膜的單位面積重量,除此之外,與補強基材1同樣地製作補強基材2。補強基材的特性如表1-1所示。因為纖維質量含有率增加,而成為彈性模數高的基材。
[補強基材3]
以纖維質量含有率成為15%的方式調整含浸於碳纖維基材的尼龍6樹脂膜的單位面積重量,除此之外,與補強基材1同樣地製作補強基材3。補強基材的特性如表1-1所示。因為纖維質量含有率降低導致彈性模數低,而成為線膨脹係數大的基材。
[補強基材4]
使用補強基材1的碳纖維基材與膜厚相同的兩片TORAY(股)製A900(PPS樹脂)膜,將其積層為膜/碳纖維基材/膜的態樣,以300℃的溫度施加5MPa的壓力2分鐘,製作碳纖維基材中含浸有PPS樹脂的補強基材4。補強基材的特性如表1-1所示。
[補強基材5]
使用補強基材1的碳纖維基材與兩片膜厚相同的由將50質量%之未改質聚丙烯樹脂(Prime Polymer(股)製「Prime Polypro」J105G)與50質量%的酸改質聚丙烯樹脂(三井化學(股)製「ADMER」QB510)揉合的樹脂所製作的膜,將其積層為膜/碳纖維基材/膜的態樣,藉由加壓成形,以230℃的溫度施加5MPa的壓力2分鐘,製作碳纖維基材中含浸有PP樹脂的補強基材5。補強基材的特性如表1-1所示。
[補強基材6]
使用以機卡式切刀將玻璃纖維裁切為6mm的切股玻璃纖維代替切股碳纖維,除此之外,與補強基材1同樣地得到補強基材6。補強基材的特性如表1-1所示。因為使用玻璃纖維作為強化纖維,而成為強度.彈性模數低且線膨脹係數大的基材。
[補強基材7]
使用以機卡式切刀將碳纖維2裁切為6mm的切股碳纖維代替碳纖維1,除此之外,與補強基材2同樣地製作補強基材7。補強基材的特性如表1-1所示。因為使用彈性模數高的纖維,而成為彈性模數高的基材。
[補強基材8]
將使單向延伸之碳纖維3寬幅化的碳纖維基材與兩片膜厚相同的以纖維質量含有率為60%的方式調整使用量的尼龍6樹脂膜積層為膜/碳纖維基材/膜的態樣,藉由加壓成形,以250℃的溫度施加5MPa的壓力2分鐘,製作在單向連續碳纖維中含浸尼龍6樹脂的補強基材8。補強基材的特性如表1-1所示。因為纖維在單向上連續,因此成為特性具有異向性的基材。
[補強基材9]
在將碳纖維基材與樹脂膜積層時,將三片碳纖維基材與六片膜厚相同的尼龍6樹脂膜積層為從下方開始為膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜的態樣,除此之外,與補強基材1同樣地製作補強基材9。補強基材的特性如表1-2所示。因為增加積層片數,而成為具有相當厚度的基材。
[補強基材10]
將碳纖維基材與樹脂膜積層時,將四片碳纖維基材與八片膜厚相同的尼龍6樹脂膜積層為從下方開始為膜/ 碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜的態樣,除此之外,與補強基材1同樣地製作補強基材10。補強基材的特性如表1-2所示。因為增加積層片數,而成為具有相當厚度的基材。
[補強基材11]
將碳纖維基材與樹脂膜積層時,將六片碳纖維基材與十二片膜厚相同的尼龍6樹脂膜積層為從下方開始為膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜的態樣,除此之外,與補強基材1同樣地製作補強基材11。補強基材的特性如表1-2所示。因為增加積層片數,而成為具有相當厚度的基材。
[補強基材12]
將碳纖維基材與樹脂膜積層時,將八片碳纖維基材與十六片膜厚相同的尼龍6樹脂膜積層為從下方開始為膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜的態樣,除此之外,與補強基材1同樣地製作補強基材12。補強基材的特性如表1-2所示。因為增加積層片數,而成為具有相當厚度的基材。
[補強基材13]
將碳纖維基材與樹脂膜積層時,將十二片碳纖維基材12枚與二十四片膜厚相同的尼龍6樹脂膜積層為從下方開始為膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜/膜/碳纖維基材/膜的態樣,除此之外,與補強基材1同樣地製作補強基材13。補強基材的特性如表1-2所示。因為增加積層片數,而成為具有相當厚度的基材。
[射出樹脂1]
TORAY(股)製,TLP1060(長纖維碳纖維/尼龍樹脂)
射出樹脂1的特性示於表2。
[射出樹脂2]
TORAY(股)製,A630T-30V(短纖維碳纖維/PPS樹脂)
射出樹脂2的特性示於表2。
[射出樹脂3]
TORAY(股)製,TLP8169(長纖維碳纖維/PP樹脂)
射出樹脂3的特性示於表2。
[射出樹脂4]
TORAY(股)製,CM1007(非強化尼龍樹脂)
射出樹脂4的特性示於表2。
實施例1
將補強基材1裁切為150mm×30mm。將經裁切的補強基材以在與射出成形體一體化後補強基材沿著接合線覆蓋的方式,嵌入具有縱150mm×橫150mm×厚度1mm之模穴的射出成形模具中預期產生接合線的中央部。以汽缸溫度260℃、模具溫度80℃將射出樹脂1射出成形,製作補強基材與射出成形體一體化的一體成形體。補強基材1,在射出成形體之接合線的寬度方向上30mm的整個距離中與射出成形體一體化。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,一體成形體的接合線部的力學特性優良。所得之一體成形體係如圖2所示的形態。一體成形體的評價結果記載於表3-1。
實施例2
使用補強基材2代替補強基材1,除此之外,與實施例1同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表3-1。因為補強基材2的厚度小而不會妨礙射出樹脂的流動,所得之一體成形體的補強基材中亦未發現歪扭,可製作品質良好的成形體。又,一體成形體的接合線部的力學特性優良。
實施例3
使用補強基材3代替補強基材1,除此之外,與實施例1同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表3-1。因為補強基材3的彈性模數低,導致一體成形體之接合線部的彈性模數低,所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。
實施例4
使用補強基材4代替補強基材1,使用射出樹脂2代替射出樹脂1,使射出成形時的汽缸溫度變成330℃,使模具溫度變成150℃,除此之外,與實施例1同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表3-1。因為補強基材的樹脂與射出樹脂為PPS樹脂,所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製造品質良好的成形體。又,一體成形體的接合線部的力學特性優良。
實施例5
使用補強基材5代替補強基材1,使用射出樹脂3代替射出樹脂1,使射出成形時的汽缸溫度變成230℃,使模具溫度變成60℃,除此之外,與實施例1同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表3-1。補強基材的樹脂與射出樹脂雖為PP樹脂,但在所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,一體成形體的接合線部的力學特性優良。
實施例6
使用補強基材6代替補強基材1,除此之外,與實施例1同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表3-1。因為用於補強基材的強化纖維為玻璃纖維,因此在所得之一體成形體中之接合線部的力學特性低,但一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。
實施例7
使用補強基材7代替補強基材1,除此之外,與實施例1同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表3-1。因為使用彈性模數高的碳纖維作為補強基材的強化纖維,所得之一體成形體的接合線部的力學特性優良。又,一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。
比較例1
除了未嵌入補強基材此點以外,與實施例1同樣地製作射出成形體。射出成形體的評價結果記載於表3-2。作為射出材使用的纖維強化樹脂的力學特性雖優良,但未以補強基材補強的接合線部的力學特性非常低。
比較例2
除了未嵌入補強基材且使用射出樹脂4代替射出樹脂1此點以外,與實施例1同樣地製作射出成形體。射 出成形體的評價結果記載於表3-2。使用非強化樹脂作為射出材情況,未以補強基材補強的接合線部的力學特性亦非常低。
比較例3
使用補強基材8代替補強基材1,除此之外,與實施例1同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表3-2。然而,補強基材係以補強基材之長邊方向為纖維方向的方式進行裁切。補強基材中,雖使用單方向連續碳纖維作為強化纖維,但因為補強基材的纖維沿著接合線排列,而在接合線部中未得到補強效果,其力學特性與未將接合線補強的射出成形體相同。又,補強基材8中,因為纖維方向與垂直方向的線膨脹係數大,彎曲彈性模數低,具有異向性,因此所得之一體成形體中補強基材大幅歪扭,補強基材的纖維本體亦為混亂。
比較例4
除了使用補強基材9代替補強基材1此點以外,嘗試與實施例1同樣地製作一體成形體。然而,補強基材9的厚度厚,射出樹脂未流動至模穴之中央而未充填,無法得到一體成形體。
實施例8
將補強基材1裁切為150mm×15mm,除此之外,與實施例1同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結 果記載於表4。即使補強基材的寬度縮小,亦與實施例1相同,可製作品質、接合線部的力學特性優良的成形體。
實施例9
將補強基材2裁切為150mm×15mm,除此之外,與實施例2同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表4。即使補強基材的寬度縮小,亦與實施例2相同,可製作品質、接合線部的力學特性優良的成形體。從可減少嵌入之補強基材量、兼具接合線的補強與輕量化之觀點而言,可以說是優良的一體成形體。
實施例10
將補強基材3裁切為150mm×15mm,除此之外,與實施例3同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表4。補強基材3,因為彎曲彈性模數低,又,線膨脹係數大,因此若縮小補強基材的寬度,則在一體化後的補強基材中發現一定程度的歪扭。
實施例11
將補強基材4裁切為150mm×15mm,除此之外,與實施例4同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表4。即使補強基材的寬度縮小,亦與實施例4相同,可製作品質、接合線部的力學特性優良的成形體。
實施例12
將補強基材5裁切為150mm×15mm,除此之外,與實施例5同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表4。即使縮小補強基材的寬度,亦與實施例5相同,可製作品質.接合線部的力學特性優良的成形體。
實施例13
將補強基材6裁切為150mm×15mm,除此之外,與實施例6同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表4。因為補強基材6的力學特性低,線膨脹係數大,因此若縮小補強基材的寬度,則在一體化後的補強基材中發現變形。
實施例14
將補強基材7裁切為150mm×15mm,除此之外,與實施例7同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表4。即使補強基材的寬度縮小,亦與實施例7相同,可製作品質、接合線部的力學特性優良的成形體。從可減少嵌入之補強基材量、兼具接合線的補強與輕量化之觀點而言,可以說是優良的一體成形體。
比較例5
將補強基材8裁切為150mm×15mm,除此之外,與比較例3同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表4。若縮小補強基材的寬度,則一體化後的補強基材的歪扭程度變大。
比較例6
將補強基材9裁切為150mm×15mm,除此之外,嘗試與比較例4同樣地製作一體成形體。然而,與比較例4相同,補強基材的厚度厚,射出樹脂未流動至模穴之中央,射出樹脂未充填,而無法得到一體成形體。
實施例15
將補強基材1裁切為150mm×30mm。將經裁切的補強基材以一體化後補強基材沿著接合線被覆的方式嵌入具有縱150mm×橫150mm×厚度2mm之模穴的射出成形模具中預期產生接合線的中央部。以汽缸溫度260℃、模具溫度80℃將射出樹脂1射出成形,製作補強基材與射出成形體一體化的一體成形體。補強基材1,在射出成形體之接合線的寬度方向上於30mm的整個距離中與射出成形體一體化。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,因為一體成形體的厚度變大,一體成形體的接合線部的寬度雖增加,但該接合線部的力學特性優良。一體成形體的評價結果記載於表5-1。
實施例16
除了使用補強基材10代替補強基材1此點以外,與實施例15同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表5-1。
實施例17
除了使用補強基材11代替補強基材1此點以外,與實施例15同樣地製作一體成形體。因為補強基材相對於一體成形體的厚度比例增加,而更提升所得之一體成形體的力學特性。一體成形體的評價結果記載於表5-1。
實施例18
將補強基材1裁切為12.5mm×30mm。將經裁切之補強基材以一體化後補強基材沿著接合線被覆的方式嵌入具有縱130mm×橫13mm×厚度3mm之模穴的射出成形模具中預期產生接合線的中央部。以汽缸溫度260℃、模具溫度80℃將射出樹脂1射出成形,製作補強基材與射出成形體一體化的一體成形體。補強基材1,在射出成形體之接合線的寬度方向上在30mm的整個距離中與射出成形體一體化。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,雖因為一體成形體的厚度變大導致射出成形體的接合線的寬度增加,但一體成形體的接合線部的力學特性提升。所得之一體成形體的示意圖如圖3所示。又,一體成形體的評價結果記載於表5-1。
實施例19
將補強基材1裁切為12.5mm×30mm。將經裁切的補強基材以一體化後補強基材沿著接合線被覆的方式嵌入 具有縱130mm×橫13mm×厚度6mm之模穴的射出成形模具中預期產生接合線的中央部。以汽缸溫度260℃、模具溫度80℃將射出樹脂1射出成形,製作補強基材與射出成形體一體化的一體成形體。補強基材1,在射出成形體之接合線的寬度方向上在30mm的整個距離中與射出成形體一體化。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,雖因為一體成形體的厚度變大導致射出成形體的接合線的寬度增加,但一體成形體的接合線部的力學特性提升。一體成形體的評價結果記載於表5-1。
比較例7
除了未嵌入補強基材此點以外,與實施例15同樣地製作射出成形體。射出成形體的評價結果記載於表5-2。作為射出材使用的纖維強化樹脂的力學特性雖優良,但未以補強基材補強的接合線的力學特性非常低。
比較例8
除了未嵌入補強基材此點以外,與實施例18同樣地製作射出成形體。射出成形體的評價結果記載於表5-2。作為射出材使用的纖維強化樹脂的力學特性雖優良,但未以補強基材補強的接合線的力學特性非常低。
比較例9
除了未嵌入補強基材此點以外,與實施例19同樣地製作射出成形體。射出成形體的評價結果記載於表5-2。作為射出材使用的纖維強化樹脂的力學特性雖優良,但未以補強基材補強的接合線的力學特性非常低。
比較例10
除了使用補強基材12代替補強基材1此點以外,與實施例15同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表5-2。所得之一體成形體的接合線的力學特性雖優良,但因為補強基材厚度比例超過中立補強基材比例,因此補強效果與實施例17相同,未發現因補強基材厚度比例增加而提升補強效果。
比較例11
除了使用補強基材13代替補強基材1此點以外,嘗試與實施例15同樣地製作一體成形體。然而,補強基材13的厚度厚,射出樹脂未流動至模穴之中央而未充填,無法得到一體成形體。
比較例12
將補強基材1裁切為12.5mm×5mm,除此之外,與實施例18同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表5-2。因為補強基材寬度小於接合寬度,因此未發現補強效果。
比較例13
將補強基材1裁切為12.5mm×5mm,除此之外,與實施例19同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表5-2。因為補強基材寬度小於接合寬度,無法在寬度方向上覆蓋接合線,因此未發現補強效果。
實施例20
準備由縱150mm×橫190mm×厚度1mm的平板部與存在凸柱、翼肋的高度10mm的直立壁(R=2.5)所構成的箱型射出成形模具,並且將補強基材1裁切成在補強基材一體化時一體成形體投影面積中的補強基材的面積比例為50%的尺寸。將經裁切的補強基材嵌入箱型射出成形模具,以汽缸溫度260℃、模具溫度80℃將射出樹脂1射出成形,製作補強基材與射出成形體一體化的一體成形體。補強基材1,在射出成形體之接合線的寬度方向上於30mm的整個距離中與射出成形體一體化。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,所得之成形體的強度非常優良。所得之一體成形體的示意圖如圖4所示。一體成形體的評價結果記載於表6-1。
實施例21
使用補強基材4代替補強基材1,使用射出樹脂2代替射出樹脂1,使射出成形時的汽缸溫度變成330℃,使模具溫度變成150℃,除此之外,與實施例20同樣地 製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表6-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,所得之成形體的強度非常優良。
實施例22
使用補強基材5代替補強基材1,使用代替射出樹脂3代替射出樹脂1,使射出成形時的汽缸溫度變成230℃,使模具溫度變成60℃,除此之外,與實施例20同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表6-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,所得之成形體的強度非常優良。
實施例23
除了使用補強基材3代替補強基材1以外,與實施例20同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表6-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,因為補強基材的強度低,因此所得之一體成形體的強度降低。
實施例24
除了使用補強基材6代替補強基材1以外,與實施例20同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表6-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,因為補強基材的強度低,因此所得之一體成形體的強度降低。
實施例25
除了使用補強基材2代替補強基材1以外,與實施例20同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表6-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。然而,因為補強基材的剛性高,應力集中於補強基材的端部,因此所得之一體成形體的強度降低。
實施例26
除了使用補強基材7代替補強基材1以外,與實施例20同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表6-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。然而,因為補強基材的剛性高,應力集中於補強基材的端部,因此所得之一體成形體的強度降低。
比較例14
以補強基材一體化時一體成形體投影面積中的補強基材之面積比例為100%的方式裁切補強基材1,除此之外,嘗試與實施例20同樣地製作一體成形體。然而,因為補強基材配置於整個射出模具中,難以排出空氣或樹脂的分解氣體,或是樹脂的流動性降低、樹脂未充填,而無法得到一體成形體。
比較例15
除了使用補強基材8代替補強基材1以外,與實施例20同樣地製作一體成形體。其中,此時補強基材8的纖維方向為成形體的短邊方向。一體成形體的評價結果記載於表6-2。所得之一體成形體中補強基材發生歪扭。又,因為補強基材的剛性高,應力集中於補強基材的端部,因此所得之一體成形體的強度降低。
比較例16
除了使用補強基材8代替補強基材1以外,與實施例20同樣地製作一體成形體。其中,此時補強基材8的纖維方向為成形體的長邊方向。一體成形體的評價結果記載於表6-2。所得之一體成形體中補強基材發生歪扭。又,補強基材的纖維方向與接合線為相同方向,接合線的補強效果低,因此一體成形體的強度大幅降低。
比較例17
除了未嵌入補強基材1此點以外,與實施例22同樣地製作一體成形體。射出成形體的評價結果記載於表6-2。因為接合線露出,因此所得之射出成形體的強度降低。
實施例27
以補強基材一體化時的一體成形體投影面積中的補強基材的面積比例為30%的方式裁切補強基材1,除此 之外,與實施例20同樣地製作一體成形體。補強基材1,在射出成形體之接合線的寬度方向上在15mm的整個距離中與射出成形體一體化。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,所得之成形體的強度非常優良。再者,從補強基材的面積減少、薄壁成形性、複雜形狀成形性之觀點而言亦為優良。所得之一體成形體的示意圖如圖5所示。一體成形體的評價結果記載於表7-1。
實施例28
使用補強基材4代替補強基材1,使用射出樹脂2代替射出樹脂1,使射出成形時的汽缸溫度變成330℃,使模具溫度變成150℃,除此之外,與實施例27同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表7-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。又,所得之成形體的強度非常優良。再者,從補強基材的面積減少、薄壁成形性、複雜形狀成形性之觀點而言亦優良。
實施例29
使用補強基材5代替補強基材1,使用代替射出樹脂3代替射出樹脂1,使射出成形時的汽缸溫度變成230℃,使模具溫度變成60℃,除此之外,與實施例27同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表7-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作 品質良好的成形體。又,所得之成形體的強度非常優良。再者,從補強基材的面積減少、薄壁成形性、複雜形狀成形性之觀點而言亦優良。
實施例30
除了使用補強基材3代替補強基材1以外,與實施例27同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表7-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。再者,從補強基材的面積減少、薄壁成形性、複雜形狀成形性之觀點而言亦優良。
實施例31
除了使用補強基材6代替補強基材1以外,與實施例27同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表7-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。再者,從補強基材的面積減少、薄壁成形性、複雜形狀成形性之觀點而言亦優良。
實施例32
除了使用補強基材2代替補強基材1以外,與實施例27同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表7-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。然而,因為補強基材的剛性高且補強基材的面積減少,應力集中於補強基材的端部,因此所得之一體成形體的強度大幅降低。
實施例33
除了使用補強基材7代替補強基材1以外,與實施例27同樣地製作一體成形體。一體成形體的評價結果記載於表7-1。所得之一體成形體中未發現補強基材歪扭,可製作品質良好的成形體。然而,因為補強基材的剛性高且補強基材的面積減少,應力集中於補強基材的端部,因此所得之一體成形體的強度大幅降低。
比較例18
除了使用補強基材8代替補強基材1以外,與實施例27同樣地製作一體成形體。其中,此時補強基材8的纖維方向為成形體的短邊方向。一體成形體的評價結果記載於表7-2。所得之一體成形體中補強基材發生歪扭。又,因為補強基材的剛性高且補強基材的面積減少,應力集中於補強基材的端部,所得之一體成形體的強度大幅降低。
比較例19
除了使用補強基材8代替補強基材1以外,與實施例27同樣地製作一體成形體。其中,此時補強基材8的纖維方向為成形體的長邊方向。一體成形體的評價結果記載於表7-2。所得之一體成形體中補強基材發生歪扭。又,因為補強基材的纖維方向與接合線為相同方向,接合線的補強效果低,因此成形體的強度大幅降低。
如實施例1~14所示,關於射出成形體之接合線的補強,藉由使用滿足上述關係的補強基材,在補強基材與射出成形體一體化時,未發生補強基材歪扭、埋入射出樹脂,而可製作接合線充分補強的一體成形體。特別是,關於使用彎曲強度、彎曲彈性模數、線膨脹係數優良的補強基材的情況,即使縮小補強基材,亦未發生補強基材混亂、埋入射出樹脂,而可製作接合線充分補強的一體成形體。從降低成本、輕量化之觀點而言,減少補強基材量被認為較佳。
另一方面,未使用補強基材的比較例1及比較例2,接合線的強度、彈性模數顯著降低。又,以單方向連續纖維基材補強的比較例3及比較例5,與纖維方向垂直之方向的強度、彈性模數非常低,補強基材被射出樹脂的流動影響而導致補強基材蛇行,或是線膨脹係數具有異向性,因此在一體化時補強基材浮出而埋入射出樹脂。其結果,對於接合線的補強不充分,未改善強度、彈性模數。又,若使用厚的補強基材,雖認為可獲得補強基材的剛性,但此情況中,如比較例4及比較例6所示,射出樹脂的填充困難,而難以製作一體成形體。
如實施例1、15~19所示,若補強基材相對於一體成形體的厚度比例增加,則一體成形體的接合線部的力學特性提升。特別是,補強基材的厚度比例與中立補強基材比例相同的一體成形體之接合線部的力學特性優良。然而,如比較例10、11所示,補強基材厚度比例 若超過中立補強基材比例,則除了補強效果飽和以外,徒增補強基材厚度,且射出樹脂難以填充,而難以製作一體成形體。
如實施例20~24所示,補強基材相對於射出成形體的彈性模數比若在0.7~1.3的範圍內,則應力不易集中於補強基材與射出成形體的接合界面或是補強基材端部,因此該等一體成形體的強度優良。又,如實施例27~31所示,即使在補強基材的面積減少,應力容易集中於補強基材與射出成形體的接合界面或補強基材端部的狀態下,若補強基材相對於射出成形體的彈性模數比在0.7~1.3的範圍內,則一體成形體的強度優良。再者,如實施例20~22所示,補強基材相對於射出成形體的彈性模數比若在0.8~1.2的範圍內,則一體成形體的強度更為優良。
另一方面,如比較例14所示,為了使補強基材與射出成形體的接合界面增加,而以從嵌入面觀看成為與成形體面積相同之面積的方式大量配置補強基材,則射出樹脂的流動性降低,或是空氣或樹脂的分解氣體難以排出,導致射出樹脂未充填,而無法得到成形體。
如比較例17所示,若射出成形體的接合線大幅露出,則應力集中於接合線,導致成形體的強度降低。
實施例25、26、32、33,如比較例15、19所示,相對於射出樹脂,若使用彈性模數高的補強基材,應力容易集中於補強基材與射出成形體的接合界面或補強基材端部,因此導致一體成形體的強度降低。再者, 若補強基材的面積減少,則其應力集中變得更顯著,導致一體成形體的強度更低。
如比較例16、19所示,若以使連續纖維強化樹脂基材的纖維方向沿著接合線的方式進行接合補強,則幾乎無法得到補強效果,應力集中於接合線,因此導致一體成形體的強度降低。
產業上的可利用性
本發明的一體成形體可解決射出成形體的課題、即在接合線的強度.剛性降低。特別是因為所用之補強基材為薄壁,其特性優良且為等向,即使縮小補強材,亦不會相對於接合線發生混亂,而能夠補強接合線。又,補強基材,因為彈性模數與射出成形體相同,因此應力不易集中在補強基材與射出成形體的界面或補強基材端部,一體成形體的強度優良。再者,即使縮小補強基材,應力亦不易集中,一體成形體的強度高,因此設計的自由度高。因此,能夠自由設計以成形為薄壁或是複雜形狀等,而可應用於電器.電子設備、機器人、雙輪車、汽車、飛機構件、零件及框體等廣泛產業領域的射出成形體。

Claims (13)

  1. 一種一體成形體,其係具有不連續纖維(a1)及樹脂(a2)之補強基材(a)與具有不連續纖維(b1)及樹脂(b2)之射出成形體(b)一體化的一體成形體,補強基材(a)覆蓋射出成形體(b)之接合線的一部分或是全部而與射出成形體(b)一體化,補強基材(a)的厚度Ta與一體成形體之接合線部的厚度T的比值滿足以下的關係式:Ea≠Ebw的情況,Ta/T≦((Ebw- (Ea.Ebw))/(Ebw-Ea))Ea=Ebw的情況,Ta/T≦0.5 Ta:補強基材(a)的厚度T:一體成形體之接合線部分的厚度Ea:補強基材(a)的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)Ebw:射出成形體(b)之接合線的彎曲彈性模數(接合線的寬度方向)。
  2. 如請求項1之一體成形體,其中補強基材(a)的厚度在0.25mm以下。
  3. 一種一體成形體,其係具有不連續纖維(a1)及樹脂(a2)之補強基材(a)與具有不連續纖維(b1)及樹脂(b2)之射出成形體(b)一體化的一體成形體,補強基材(a)的厚度在0.25mm以下,補強基材(a)覆蓋射出成形體(b)之接合線的一部分或是全部而與射出成形體(b)一體化。
  4. 一種一體成形體,其係具有不連續纖維(a1)及樹脂(a2)之補強基材(a)與具有不連續纖維(b1)及樹脂(b2)之射出成形體(b)一體化的一體成形體,補強基材(a)覆蓋射出成形體(b)的接合線的一部分或是全部而一體化,補強基材(a),在以配置補強基材(a)的面成為水平方向且向上的方式配置一體成形體並從上方投影時,具有一體成形體之投影面積的50%以下的面積,補強基材(a)的彎曲彈性模數Ea與非接合線部中的射出成形體(b)的彎曲彈性模數Eb的比值Ea/Eb為0.7~1.3。
  5. 如請求項4之一體成形體,其中補強基材(a)的彎曲強度σa與非接合線部中的射出成形體(b)的彎曲強度σb的比值σa/σb為0.7~1.3。
  6. 如請求項1至5中任一項之一體成形體,其中補強基材(a)為帶狀。
  7. 如請求項1至6中任一項之一體成形體,其中補強基材(a),在射出成形體(b)之接合線的寬度方向上的2.5~15mm的整個距離中與射出成形體(b)一體化。
  8. 如請求項1至7中任一項之一體成形體,其中補強基材(a)的補強寬度Wa與一體成形體的接合線部的厚度T滿足以下的關係:1≦Wa(mm)/5 T(mm)≦10 Wa:補強基材(a)的寬度(接合線的寬度方向)T:一體成形體之接合線部分的厚度。
  9. 如請求項1至8中任一項之一體成形體,其中補強基材(a)實質上呈現等向性。
  10. 如請求項1至9中任一項之一體成形體,其中補強基材(a)的線膨脹係數在7×10 -6/K以下。
  11. 如請求項1至10中任一項之一體成形體,其中補強基材(a)的彎曲彈性模數在10GPa以上。
  12. 如請求項1至11中任一項之一體成形體,其中補強基材(a)的不連續纖維(a1)呈現導電性。
  13. 如請求項1至12中任一項之一體成形體,其中補強基材(a)的不連續纖維(a1)大致為單絲狀且隨機分散。
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