TW201930084A - 複合積層體及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種於製造步驟中自模具脫出之脫模性優異，且表面外觀(表面平滑性)優異之複合積層體。
一種複合積層體1，其具備A層2及B層3，於B層3之單面或雙面設有A層2，其中A層2包括平均纖維長度為1 μm～300 μm之無機纖維(a1)及熱塑性樹脂(a2)，B層3包括平均纖維長度為1 mm以上之強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)。

Description

複合積層體及其製造方法
本發明係關於一種纖維強化之複合積層體及該複合積層體之製造方法。
纖維強化樹脂作為由於較輕且堅硬而代替金屬之材料，用於高爾夫球桿、網球拍、飛機、汽車等各種領域。尤其，由於近年來為了達成低燃費而要求汽車之輕量化，故而纖維強化樹脂於汽車領域中受到關注。但是，為了於汽車構件使用纖維強化樹脂，有各種問題。例如，由於包含熱固性樹脂之纖維強化樹脂需要於成形後進行熱處理(硬化反應)，故而汽車構件之製造中無法達成必須之高生產性與低成本。對此，要求使用容易成形之熱塑性樹脂代替熱固性樹脂之纖維強化熱塑性樹脂(以下亦稱作「FRTP」)。
作為FRTP之成形方法，一般進行藉由使稱作預浸體之連續纖維積層含浸熱塑性樹脂之片材，利用壓製等進行加熱加壓而賦形為目標形狀之衝壓成形。由此而得之構件由於使用連續纖維，故而能夠設計為優異之力學物性，力學物性之偏差亦較小。但是，由於為連續之纖維，故而難以形成3維形狀等複雜形狀，主要限制於近似平面形狀之構件。對此，於專利文獻1中，提出藉由於包含連續纖維與熱塑性樹脂之預浸體切出切口，能夠短時間成形，於成形時顯示優異之賦形性，於製成FRTP構件時能夠表現優異之力學物性。於專利文獻2中，提出使用含有非連續纖維與熱塑性纖維之預浸體。但是，於專利文獻1或專利文獻2中，存在於積層預浸體製作FRTP時，積層基材固著於傳送帶或成形機之模具而無法穩定地獲得FRTP構件之問題。
已知有使用脫模劑作為防止材料固著於成形機之模具之方法，但存在由於向FRTP構件表面進行脫模劑之轉印而表面性惡化(外觀不良)之情況。為了避免該情況而使用脫模膜。但是，藉由使用脫模膜，自加熱或冷卻之模具至積層基材之傳熱被阻礙。若自模具至積層基材之傳熱被阻礙，則熱塑性樹脂之熔融或冷卻固化變得不充分，所得之FRTP構件之強度或剛度等機械物性降低。若為解決該問題而使模具之溫度過度上升、或過度下降，則存在模具反覆收縮、膨脹，損傷之情況。於此情形時，無法穩定地製造表面外觀良好且品質優異之FRTP構件。
由於汽車外裝用之FRTP構件係強烈受到使用者之視覺、感覺之影響之構件，故而表面性較差之FRTP構件之商品價值顯著降低，故而希望不僅剛度或成形性，且需要良好之表面外觀。因此，於專利文獻3中，提出使用設定脫模膜之厚度為預浸體之10倍以下之、或實施脫模處理之平板。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-286817號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-235779號公報
[專利文獻3]日本專利特開2015-51629號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，於專利文獻3中，提出一種不使用脫模膜等方法，而穩定地製造表面外觀良好且品質優異之FRTP構件之方法。
本發明之目的在於提供一種於製造步驟中自模具脫出之脫模性優異，且表面外觀(表面平滑性)優異之複合積層體及該複合積層體之製造方法。
[解決問題之技術手段]
本發明提供以下之複合積層體及其製造方法。
項1 一種複合積層體，其具備A層及B層，於上述B層之單面或雙面設有上述A層，其中上述A層包括平均纖維長度為1 μm～300 μm之無機纖維(a1)及熱塑性樹脂(a2)，上述B層包括平均纖維長度為1 mm以上之強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)。
項2 如項1所記載之複合積層體，其中上述無機纖維(a1)之平均縱橫比為3～200。
項3 如項1或2所記載之複合積層體，其中上述無機纖維(a1)係選自由鈦酸鉀及矽灰石所組成之群中之至少1種。
項4 如項1至3中任一項所記載之複合積層體，其中上述無機纖維(a1)之含量於上述A層中所包含之成分之總量100質量%中為1質量%～40質量%。
項5 如項1至4中任一項所記載之複合積層體，其中上述強化纖維(b1)係選自由碳纖維、玻璃纖維及芳香族聚醯胺纖維所組成之群中之至少1種。
項6 如項1至5中任一項所記載之複合積層體，其中上述強化纖維(b1)之平均纖維直徑為1 μm～50 μm。
項7 如項1至6中任一項所記載之複合積層體，其中上述強化纖維(b1)之含量於上述B層中所包含之成分之總量100質量%中為10質量%～80質量%。
項8 如項1至7中任一項所記載之複合積層體，其中上述熱塑性樹脂(a2)係選自由聚烯烴樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂、脂肪族聚醯胺(PA)樹脂、半芳香族聚醯胺(PA)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚醚芳香族酮樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)樹脂及熱塑性聚醯亞胺(TPI)樹脂所組成之群中之至少1種。
項9 如項1至8中任一項所記載之複合積層體，其中上述熱塑性樹脂(b2)係選自由聚烯烴樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂、脂肪族聚醯胺(PA)樹脂、半芳香族聚醯胺(PA)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚醚芳香族酮樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)樹脂及熱塑性聚醯亞胺(TPI)樹脂所組成之群中之至少1種。
項10 如項1至9中任一項所記載之複合積層體，其中上述A層中之表面之最大高度(Sz)為50 μm以下。
項11 如項1至10中任一項所記載之複合積層體，其用於汽車構件。
項12 一種複合積層體之製造方法，其係如項1至11中任一項所記載之複合積層體之製造方法，且藉由於包括平均纖維長度為1 mm以上之強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)之片材(b3)之單面或雙面，積層配置包括平均纖維長度為1 μm～300 μm之無機纖維(a1)及熱塑性樹脂(a2)之膜(a3)，對上述積層物進行加熱及加壓而使片材(b3)及膜(a3)一體化。
項13 如項12所記載之複合積層體之製造方法，其中上述膜(a3)之厚度未達500 μm。
項14 如項12或13所記載之複合積層體之製造方法，其中上述片材(b3)之厚度為0.3 mm～15 mm。
[發明之效果]
根據本發明，能夠提供一種於製造步驟中自模具脫出之脫模性優異，且表面外觀(表面平滑性)優異之複合積層體及複合積層體之製造方法。
以下，關於較佳之實施形態進行說明。但是，以下之實施形態僅為例示，本發明並不限定於以下之實施形態。又，於圖式中，存在實質上具有同一功能之構件以同一元件符號進行參照之情形。
本發明之複合積層體係具備包括平均纖維長度為1 μm～300 μm之無機纖維(a1)及熱塑性樹脂(a2)之A層、及包括平均纖維長度為1 mm以上之強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)之B層之複合積層體。
更加具體而言，圖1係顯示本發明之第1實施形態之複合積層體之模式性剖視圖。如圖1所示，複合積層體1具備作為第1層之A層2及作為第2層之B層3。B層3具有互相對向之第1主表面3a及第2主表面3b。於B層3之第1主表面3a上，設有A層2。A層2包括平均纖維長度為1 μm～300 μm之無機纖維(a1)及熱塑性樹脂(a2)。B層3包括平均纖維長度為1 mm以上之強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)。
又，圖2係顯示本發明之第2實施形態之複合積層體之模式性剖視圖。如圖2所示，於複合積層體21中，亦於B層3之第2主表面3b上，設有A層2。其他方面與第1實施形態相同。
如第1實施形態及第2實施形態所示，於本發明之複合積層體中，可不僅於B層之單面設有A層，亦可於B層之雙面設有A層。
於以下關於本發明之複合積層體之各構成要素等進行說明。
＜A層＞
構成本發明之複合積層體之A層係包括平均纖維長度為1 μm～300 μm之無機纖維(a1)及熱塑性樹脂(a2)之層，A層存在於後述之B層之單面或雙面。藉由A層存在於本複合積層體之表層、背層、或表背層，成形時之脫模性及複合積層體表面之表面平滑性優異。
A層之厚度較佳為小於B層之厚度，更佳未達500 μm，進而較佳為50 μm～450 μm，特佳為50 μm～250 μm，最佳為50 μm～100 μm。若A層之厚度過厚，則有複合積層體中之強化纖維之含量降低且導致強度降低之虞。另一方面，藉由A層之厚度小於B層之厚度，能夠最大限度地發揮B層之力學特性，獲得力學特性更加優異之複合積層體。再者，所謂A層存在於B層之雙面之情形之A層之厚度，指雙面之A層之合計厚度。
(無機纖維(a1))
A層中所使用之無機纖維(a1)係由纖維狀粒子構成之粉末，平均纖維長度為1 μm～300 μm，較佳為1 μm～200 μm，更佳為3 μm～100 μm，進而較佳為5 μm～50 μm。
無機纖維(a1)之平均縱橫比較佳為3～200，更佳為3～100，進而較佳為5～50，特佳為10～40。
本發明中所使用之無機纖維(a1)自複合積層體之滑動特性之觀點而言，較佳為莫氏硬度為5以下，例如可列舉：鈦酸鉀、矽灰石、硼酸鋁、硼酸鎂、硬矽鈣石、氧化鋅、鹼性硫酸鎂等。自該等之機械物性之觀點而言，較佳為係選自由鈦酸鉀及矽灰石所組成之群中之至少1種。所謂莫氏硬度，係表示物質之硬度之指標，使礦物之間摩擦而損傷者為硬度較小之物質。
作為鈦酸鉀，可廣泛使用先前公知者，可列舉4鈦酸鉀、6鈦酸鉀、8鈦酸鉀等。鈦酸鉀之尺寸只要為上述無機纖維之尺寸之範圍則無特別限制，但平均纖維直徑較佳為0.01 μm～1 μm，更佳為0.05 μm～0.8 μm，進而較佳為0.1 μm～0.7 μm，平均纖維長度較佳為1 μm～50 μm，更佳為3 μm～30 μm，進而較佳為10 μm～20 μm，平均縱橫比較佳為10以上，更佳為10～100，進而較佳為15～35。本發明可使用市售品，例如，可使用大塚化學公司製造之「TISMO D」(平均纖維長度15 μm，平均纖維直徑0.5 μm)、「TISMO N」(平均纖維長度15 μm，平均纖維直徑0.5 μm)等。
矽灰石係包含偏矽酸鈣之無機纖維。矽灰石之尺寸只要為上述無機纖維之尺寸之範圍則無特別限制，但平均纖維直徑較佳為0.1 μm～15 μm，更佳為1 μm～10 μm，進而較佳為2 μm～7 μm，平均纖維長度較佳為3 μm～180 μm，更佳為10 μm～100 μm，進而較佳為20 μm～40 μm，平均縱橫比較佳為3以上，更佳為3～30，進而較佳為5～15。於本發明中可使用市售品，例如，可使用大塚化學公司製造之「Baystal W」(平均纖維長度25 μm，平均纖維直徑3 μm)等。
上述平均纖維長度及平均纖維直徑可利用掃描式電子顯微鏡之觀察進行測定，平均縱橫比(平均纖維長度/平均纖維直徑)可由平均纖維長度及平均纖維直徑而算出。例如，可利用掃描式電子顯微鏡，拍攝複數個無機纖維，自其觀察像中任意選擇300個無機纖維，測定該等之纖維長度及纖維直徑，將累計全部纖維長度而除以個數而得者設為平均纖維長度、將累計全部纖維直徑而除以個數而得者設為平均纖維直徑。
於本發明中，所謂纖維狀之粒子，指於將外切於粒子之長方體中之具有最小體積之長方體(外切長方體)之最長邊定義為長徑L、次長邊定義為短徑B、最短邊定義為厚度T(B＞T)時，L/B及L/T皆為3以上之粒子，長徑L相當於纖維長度，短徑B相當於纖維直徑。所謂非纖維狀之粒子，指L/B小於3之粒子，將非纖維狀之粒子中L/B小於3，且L/T為3以上之粒子稱作板狀之粒子。
由於無機纖維提高與熱塑性樹脂之濕潤性，進一步提高所得之樹脂組合物之機械強度等物性，故而亦可於本發明中所使用之無機纖維之表面形成有包含表面處理劑之處理層。
作為表面處理劑，可列舉矽烷偶合劑、鈦偶合劑等。該等之中，較佳為矽烷偶合劑，更佳為胺基系矽烷偶合劑、環氧系矽烷偶合劑、烷基系矽烷偶合劑。上述表面處理劑可單獨使用1種，亦可混合2種以上使用。
作為胺基系矽烷偶合劑，例如可列舉：N-2-(胺乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-乙氧基甲矽烷基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-胺乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等。
作為環氧系矽烷偶合劑，例如可列舉：3-縮水甘油氧基丙基(二甲氧基)甲基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、二乙氧基(3-縮水甘油氧基丙基)甲基矽烷、三乙氧基(3-縮水甘油氧基丙基)矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等。
作為烷基系矽烷偶合劑，例如可列舉：甲基三甲氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、異丁基三甲氧基矽烷、異丁基三乙氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、環己基甲基二甲氧基矽烷、正辛基三乙氧基矽烷、正癸基三甲氧基矽烷等。
作為於無機纖維之表面形成包含表面處理劑之處理層之方法，可使用公知之表面處理方法，例如，利用於促進水解之溶劑(例如水、醇或該等之混合溶劑)中溶解表面處理劑製成溶液，將該溶液噴霧於無機纖維之濕式法；於樹脂組合物中調配無機纖維與表面處理劑之整體摻合法等而形成。
對本發明所使用之無機纖維之表面進行處理表面處理劑時之該表面處理劑之量並無特別限定，但於濕式法之情形時，例如，以相對於無機纖維100質量部表面處理劑為0.1質量部～20質量部之方式噴霧表面處理劑之溶液即可。又，於整體摻合法之情形時，以相對於無機纖維100質量部表面處理劑較佳為1質量部～50質量部、更佳為10質量部～40質量部之方式將表面處理劑調配於樹脂組合物即可。藉由使表面處理劑之量為上述範圍內，進一步提高與熱塑性樹脂(a2)之密接性，能夠提高無機纖維(a1)之分散性。
無機纖維(a1)之含量於A層中所包含之成分之總量100質量%中較佳為1質量%～40質量%，更佳為3質量%～30質量%，進而較佳為5質量%～20質量%。
藉由將無機纖維(a1)設為1質量%以上，能夠進一步提高複合積層體之表面平滑性，藉由設為40質量%以下，進一步提高後述之膜之製膜性。
(熱塑性樹脂(a2))
作為A層所使用之熱塑性樹脂(a2)，只要為能夠膜化之熱塑性樹脂則無特別限定，例如可例示：聚丙烯(PP)樹脂、聚乙烯(PE)樹脂、環狀聚烯烴(COP)樹脂、環烯・共聚物(COC)樹脂等聚烯烴樹脂；聚苯乙烯(PS)樹脂、對排聚苯乙烯(SPS)樹脂、耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS)樹脂、丙烯腈-丁烯-苯乙烯共聚物(ABS)樹脂、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(MS)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丁二烯共聚物(MBS)、苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)、苯乙烯/異戊二烯共聚物(SIR)、苯乙烯/異戊二烯/丁二烯共聚物(SIBR)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯共聚物(SEPS)等聚苯乙烯系樹脂；聚乳酸(PLA)樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂、聚對苯二甲酸環己二甲酯(PCT)樹脂等聚酯系樹脂；聚縮醛(POM)樹脂；聚碳酸酯(PC)樹脂；聚醯胺6樹脂、聚醯胺66樹脂、聚醯胺11樹脂、聚醯胺12樹脂、聚醯胺46樹脂、聚醯胺6C樹脂、聚醯胺9C樹脂、聚醯胺6樹脂與聚醯胺66樹脂之共聚物(聚醯胺6/66樹脂)、聚醯胺6樹脂與聚醯胺12樹脂之共聚物(聚醯胺6/12樹脂)等脂肪族聚醯胺(PA)樹脂；聚醯胺MXD6樹脂、聚醯胺MXD10樹脂、聚醯胺6T樹脂、聚醯胺9T樹脂、聚醯胺10T樹脂等包含具有芳香環之結構單元與不具有芳香環之結構單元之半芳香族聚醯胺(PA)樹脂；聚苯硫醚(PPS)樹脂；聚醚碸(PES)樹脂；液晶聚酯(LCP)樹脂；聚醚酮(PEK)樹脂、聚醚醚酮(PEEK)樹脂、聚醚酮酮(PEKK)樹脂、聚醚醚酮酮(PEEKK)等聚醚芳香族酮樹脂；聚醚醯亞胺(PEI)樹脂；聚醯胺醯亞胺(PAI)樹脂；熱塑性聚醯亞胺(TPI)樹脂；聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟系樹脂；等。該等之中，較佳為選自由聚烯烴樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂、脂肪族聚醯胺(PA)樹脂、半芳香族聚醯胺(PA)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚醚芳香族酮樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)樹脂及熱塑性聚醯亞胺(TPI)樹脂所組成之群中之至少1種。
亦可使用選自上述熱塑性樹脂之有相容性之2種以上之熱塑性樹脂之間的混合物、即聚合物合金等。
熱塑性樹脂(a2)自進一步提高與B層之密接性之觀點而言，較佳為與後述之熱塑性樹脂(b2)為同類。例如，於熱塑性樹脂(b2)為脂肪族聚醯胺(PA)之情形時，較佳為熱塑性樹脂(a2)為脂肪族聚醯胺(PA)樹脂或半芳香族聚醯胺(PA)。
關於熱塑性樹脂(a2)之形狀，只要能夠進行熔融混練則無特別限制，例如可使用粉末狀、顆粒狀、丸粒狀之任一者。
熱塑性樹脂(a2)之含量於A層中所包含之成分之總量100質量%中較佳為60質量%～99質量%，更佳為70質量%～97質量%，進而較佳為80質量%～95質量%。
(其他添加劑)
A層於不損壞其較佳物性之範圍中，可含有其他添加劑。作為其他添加劑，可列舉：芳香族聚醯胺纖維、聚對苯基苯并㗁唑(PBO)纖維、玻璃纖維、碳纖維、氧化鋁纖維、硼纖維、碳化矽纖維、碳酸鈣、雲母、mica(雲母)、絹雲母、伊利石、滑石、高嶺土、蒙脫石、軟水鋁石、膨潤石、蛭石、二氧化鈦、二氧化矽、鈦酸鉀、鈦酸鋰鉀、軟水鋁石、玻璃珠粒、氧化鋁等除上述無機纖維(a1)以外之無機填充材；聚四氟乙烯(PTFE)、低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等聚烯烴樹脂；石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、氮化硼等固體潤滑劑；銅化合物等熱穩定劑；受阻酚系光穩定劑等光穩定劑；成核劑；陰離子性抗靜電劑、陽離子性抗靜電劑、非離子系抗靜電劑等抗靜電劑；抗老化劑(抗氧化劑)；耐候劑；耐光劑；金屬減活劑；二苯甲酮系紫外線吸收劑、苯并三唑系紫外線吸收劑、三𠯤系紫外線吸收劑、水楊酸酯系紫外線吸收劑等紫外線吸收劑；防菌、防黴劑；防臭劑；碳系導電劑、金屬系導電劑、金屬氧化物系導電劑、界面活性劑等導電性賦予劑；分散劑；聚酯系塑化劑、甘油系塑化劑、多價羧酸酯系塑化劑、磷酸酯系塑化劑、聚伸烷基二醇系塑化劑、環氧系塑化劑等軟化劑(塑化劑)；碳黑、氧化鈦等顏料、染料等之著色劑；磷腈系化合物、磷酸酯、縮合磷酸酯、無機磷系阻燃劑、鹵素系阻燃劑、矽酮系阻燃劑、金屬氧化物系阻燃劑、金屬氫氧化物系阻燃劑、有機金屬鹽系阻燃劑、氮系阻燃劑、硼化合物系阻燃劑等阻燃劑；防滴落劑；制振劑；中和劑；抗黏連劑；流動性改良劑；脂肪酸、脂肪酸金屬鹽等脫模劑；潤滑劑；耐衝擊性改良劑；等，可含有該等之1種或2種以上。
於A層中包含其他添加劑之情形時，其調配量只要為不損壞本發明之較佳物性之範圍則無特別限制，較佳為於A層中所包含之成分之總量100質量%中為5質量%以下，更佳為1質量%以下。
(A層之製造方法)
本發明之複合積層體如後述所示，藉由分別製作構成A層之膜(a3)、及構成B層之片材(b3)，藉由將膜(a3)積層配置於片材(b3)之單面或雙面，將所得之積層物利用成形機進行加熱及加壓而使膜(a3)及片材(b3)一體化而得。
作為構成A層之膜(a3)之製造方法無特別限定，例如可採用T模壓鑄法、壓光法、壓製法等公知之熔融成膜方法。
更加具體而言，可列舉以下等方法：以成為上述含量之方式，直接混合無機纖維(a1)、熱塑性樹脂(a2)、及根據需要之其他添加劑而進行熔融製膜之方法；以成為上述含量之方式，預先熔融混練無機纖維(a1)、熱塑性樹脂(a2)、及根據需要之其他添加劑而製作混合物之丸粒，使用其進行熔融製膜之方法；等。
膜(a3)可使用延伸膜、未延伸膜之任一者，但由於延伸膜能夠以加熱熔融時之收縮防止皺紋或鬆弛而進一步提高成形品之外觀，故而較佳。較佳為延伸倍率為2倍～15倍。於本發明中，延伸倍率以膜製膜時之流延輥露出之膜尺寸為基準，將橫向之延伸倍率與縱向之延伸倍率相乘而得之面積倍率作為延伸倍率。
製造本發明之複合積層體前中之、構成A層之膜(a3)之厚度較佳未達500 μm，更佳為50 μm～450 μm，進而較佳為50 μm～250 μm。若構成A層之膜(a3)之厚度未達500 μm，則能夠不損壞複合積層體之力學物性，而進一步提高衝壓成形後之複合積層體表面之表面平滑性。
＜B層＞
構成本發明之複合積層體之B層係包括平均纖維長度為1 mm以上之強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)之層，為複合積層體之核心層。藉由設定強化纖維(b1)之平均纖維長度為1 mm以上，能夠獲得優異之力學物性之複合積層體。
B層之厚度可根據作為目標之構件之形狀任意選擇，自力學物性之觀點而言較佳為0.3 mm～15 mm，更佳為1 mm～12 mm。
(強化纖維(b1))
B層中所使用之強化纖維(b1)只要平均纖維長度為1 mm以上則無特別限定，可組合無機纖維、有機纖維、金屬纖維、或該等之2種以上而使用。作為無機纖維，可列舉：碳纖維、石墨纖維、碳化矽纖維、氧化鋁纖維、碳化鎢纖維、硼纖維、玻璃纖維等。作為有機纖維，可列舉：芳香族聚醯胺纖維、聚對苯基苯并㗁唑(PBO)纖維、高密度聚乙烯纖維、其他一般之聚醯胺纖維、聚酯等。作為金屬纖維，可列舉不鏽鋼、鐵等纖維，或亦可為被覆金屬之碳纖維。該等之中，較佳為選自由碳纖維、玻璃纖維及芳香族聚醯胺纖維所組成之群中之至少1種。自進一步提高最終成形物之強度等力學特性之觀點而言，進而較佳為碳纖維。作為碳纖維之種類，例如可列舉：瀝青系碳纖維、PAN(Polyacrylonitrile，聚丙烯腈)系碳纖維等。
強化纖維(b1)之平均纖維直徑較佳為1 μm～50 μm，更佳為5 μm～20 μm。強化纖維只要為上述平均纖維直徑則亦可成為以收斂劑等進行凝聚而得之強化纖維之束。
關於強化纖維(b1)，若纖維長度過長則有衝壓成形時之流動性降低之情形，若纖維長度過短則有強化纖維之抄造之製造較為困難之情形，自進一步提高成形性之觀點而言，平均纖維長度較佳為1 mm～100 mm，更佳為2 mm～50 mm。
強化纖維(b1)之含量於B層中所包含之成分之總量100質量%中較佳為10質量%～80質量%，更佳為20質量%～70質量%，進而較佳為30質量%～60質量%。
藉由將強化纖維(b1)設為10質量%以上，可獲得纖維之進一步之補強效果，藉由設為80質量%以下，進一步提高後述之片材之製造性。
(熱塑性樹脂(b2))
作為B層中所使用之熱塑性樹脂(b2)，只要為用作預浸體之黏合劑樹脂之熱塑性樹脂則無特別限定，例如可例示：聚丙烯(PP)樹脂、聚乙烯(PE)樹脂、環狀聚烯烴(COP)樹脂、環烯・共聚物(COC)樹脂等聚烯烴樹脂；聚苯乙烯(PS)樹脂、對排聚苯乙烯(SPS)樹脂、耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS)樹脂、丙烯腈-丁烯-苯乙烯共聚物(ABS)樹脂、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(MS)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丁二烯共聚物(MBS)、苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)、苯乙烯/異戊二烯共聚物(SIR)、苯乙烯/異戊二烯/丁二烯共聚物(SIBR)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯共聚物(SEPS)等聚苯乙烯系樹脂；聚乳酸(PLA)樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂、聚對苯二甲酸環己二甲酯(PCT)樹脂等聚酯系樹脂；聚縮醛(POM)樹脂；聚碳酸酯(PC)樹脂；聚醯胺6樹脂、聚醯胺66樹脂、聚醯胺11樹脂、聚醯胺12樹脂、聚醯胺46樹脂、聚醯胺6C樹脂、聚醯胺9C樹脂、聚醯胺6樹脂與聚醯胺66樹脂之共聚物(聚醯胺6/66樹脂)、聚醯胺6樹脂與聚醯胺12樹脂之共聚物(聚醯胺6/12樹脂)等脂肪族聚醯胺(PA)樹脂；聚醯胺MXD6樹脂、聚醯胺MXD10樹脂、聚醯胺6T樹脂、聚醯胺9T樹脂、聚醯胺10T樹脂等包含具有芳香環之結構單元與不具有芳香環之結構單元之半芳香族聚醯胺(PA)樹脂；聚苯硫醚(PPS)樹脂；聚醚碸(PES)樹脂；液晶聚酯(LCP)樹脂；聚醚酮(PEK)樹脂、聚醚醚酮(PEEK)樹脂、聚醚酮酮(PEKK)樹脂、聚醚醚酮酮(PEEKK)等聚醚芳香族酮樹脂；聚醚醯亞胺(PEI)樹脂；聚醯胺醯亞胺(PAI)樹脂；熱塑性聚醯亞胺(TPI)樹脂；聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟系樹脂；等。該等之中，較佳為選自由聚烯烴樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂、脂肪族聚醯胺(PA)樹脂、半芳香族聚醯胺(PA)樹脂、聚醚芳香族酮樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)樹脂及熱塑性聚醯亞胺(TPI)樹脂所組成之群中之至少1種。
亦可使用選自上述熱塑性樹脂之有相容性之2種以上之熱塑性樹脂之間的混合物、即聚合物合金等。
關於熱塑性樹脂(b2)之形狀，只要能夠進行熔融混練則無特別限制，例如可使用粉末狀、顆粒狀、丸粒狀之任一者。
熱塑性樹脂(b2)之含量於B層中所包含之成分之總量100質量%中較佳為20質量%～90質量%，更佳為30質量%～80質量%，進而較佳為40質量%～70質量%。
(B層之製造方法)
本發明之複合積層體，係藉由分別製作構成A層之膜(a3)、及構成B層之片材(b3)，藉由將膜(a3)積層配置於片材(b3)之單面或雙面，將所得之積層物利用成形機進行加熱及加壓而使膜(a3)及片材(b3)一體化而得。
作為構成B層之片材(b3)，係藉由以成為上述含量之方式，藉由積層使強化纖維(b1)含浸熱塑性樹脂(b2)而得之複數個預浸體，將所得之積層物利用成形機進行加熱及加壓而一體化而得。又，亦可直接使用使強化纖維(b1)含浸熱塑性樹脂(b2)而得之預浸體。即，亦可直接將使強化纖維(b1)含浸熱塑性樹脂(b2)而得之預浸體用作片材(b3)。
作為預浸體之製造方法，可列舉藉由準備2張膜、不織布、纖維氈、編織物狀等作為片材狀之熱塑性樹脂(b2)，於該2張之間，夾住將強化纖維(b1)排成片材狀而得之片材、或切割強化纖維(b1)利用造紙法製成之片材(不織材料)，進行加熱及加壓而得之方法。更加具體而言，自送出包括2張熱塑性樹脂之片材之、2個輥送出2張片材，並且將由強化纖維之片材之輥供給之強化纖維之片材夾入包括2張熱塑性樹脂之片材之間後，進行加熱及加壓。作為進行加熱及加壓之方法，可使用公知者，亦可為需要利用2個以上之熱輥，或使用複數個預熱裝置與熱輥之對等多階段之步驟者。此處，構成片材之熱塑性樹脂無需為1個種類，亦可使用如上述般之裝置進一步積層包含其他種類之熱塑性樹脂之片材。
上述加熱溫度亦取決於熱塑性樹脂(b2)之種類，但通常較佳為100℃～400℃。另一方面，加壓時之壓力通常較佳為0.1 MPa～10 MPa。若為該範圍，由於在預浸體中所包含之強化纖維(b1)之間，可進一步含浸熱塑性樹脂(b2)，故而較佳。
於包括強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)之預浸體中，於強化纖維(b1)為配向於單方向上之連續纖維之情形時，較佳為能用於本發明之複合積層體之預浸體係藉由利用雷射刻號機、切割繪圖機或脫模等切出切口而得。強化纖維(b1)由切口切斷，但自力學特性及流動性之觀點而言，作為切斷之強化纖維(b1)之長度，較佳為設為5 mm～100 mm，更佳為設為10 mm～50 mm。
可以強化纖維(b1)之方向為疑似各向同性、或交替積層之方式積層2張以上之如上述般而得之預浸體而製作積層基材。較佳為上述積層基材以成為4層～96層之方式積層預浸體。預浸體之層數之更佳範圍為8層～32層。由於藉由將預浸體之層數設為8層以上，能夠疑似各向同性積層強化纖維之方向，藉由設為32層以下，能夠進一步減少積層步驟之作業負荷，故而較佳。
亦可藉由使將如上述般而得之積層基材進行加熱及加壓並一體化而得之積層基材成形，而製造片材(b3)。此時，藉由於積層基材與壓製機之模具之間配置膜(a3)，進行片材(b3)之製造之同時，能夠製造本發明之複合積層體。較佳為於加熱步驟之後，實施冷卻步驟。藉由進行冷卻，熱塑性樹脂固化，故而片材(b3)之操作更加容易。
於上述加熱中，亦取決於預浸體中所包含之熱塑性樹脂(b2)之種類，但較佳為以100℃～400℃進行加熱，更佳為以150℃～350℃進行加熱。又，亦可於上述加熱前進行預加熱。關於預加熱，較佳為通常以150℃～400℃、較佳以200℃～380℃進行加熱。
於上述加壓中作為積層基材中之壓力，較佳為0.1 MPa～10 MPa，更佳為0.2 MPa～2 MPa。關於該壓力，設為壓製力除以積層基材之面積而得之值。
上述進行加熱及加壓之時間較佳為0.1分鐘～30分鐘，更佳為0.5分鐘～20分鐘。又，於加熱及加壓後設置之冷卻時間較佳為0.5分鐘～30分鐘。
經由上述成形而一體化之片材(b3)之厚度可根據作為目標之構件之形狀任意選擇，自成形性及力學物性之觀點而言，較佳為0.3 mm～15 mm，更佳為1 mm～12 mm。
＜複合積層體之製造方法＞
本發明之複合積層體可藉由以膜(a3)配置於片材(b3)與模具之間之方式，藉由將膜(a3)積層配置於片材(b3)之單面或雙面，將所得之積層物利用成形機進行加熱及加壓而使膜(a3)及片材(b3)一體化而製造。又，亦可將2張以上(較佳為2張～5張)之膜(a3)積層配置於片材(b3)之單面或雙面。較佳為於加熱步驟後實施冷卻步驟。藉由進行冷卻，熱塑性樹脂固化，故而複合積層體之操作變得容易。
於上述積層物之加熱中，亦取決於膜(a3)中所包含之熱塑性樹脂(a2)、片材(b3)中所包含之熱塑性樹脂(b2)之種類，但較佳為以100℃～400℃進行加熱，更佳為以150℃～350℃進行加熱。又，亦可於上述加熱前，進行預加熱。關於預加熱，較佳為通常以150℃～400℃、較佳以200℃～380℃進行加熱。
作為於上述加壓中施加於積層物之壓力，較佳為0.1 MPa～10 MPa，更佳為0.2 MPa～2 MPa。關於該壓力，設為壓製力除以積層物之面積而得之值。
上述進行加熱及加壓之時間較佳為0.1分鐘～30分鐘，更佳為0.5分鐘～20分鐘。又，於加熱及加壓後設置之冷卻時間較佳為0.5分鐘～30分鐘。
關於上述加熱中之成形機之模具溫度(Th)，於上述積層物中所包含之熱塑性樹脂具有熔點(Tm)之情形時，較佳為設為Tm≦Th≦(Tm＋100)(℃)，更佳為設為(Tm＋10)≦Th≦(Tm＋80)(℃)。關於上述加熱中之成形機之模具溫度(Th)，於上述積層物中所包含之熱塑性樹脂不具有熔點(Tm)而具有玻璃轉移溫度(Tg)之情形時，較佳為設為Tg≦Th≦(Tg＋100)(℃)，更佳為設為(Tg＋10)≦Th≦(Tg＋80)(℃)。藉由將成形機之模具溫度(Th)設為上述範圍，能夠一邊防止模具之膨脹，或一邊抑制樹脂之劣化，一邊使上述積層物一體化。
上述加熱中之成形機之模具溫度(Th)與冷卻積層物時之成形機之模具溫度(Tc)之差(Th－Tc)較佳為設為10≦(Th－Tc)≦250(℃)，更佳為設為30≦(Th－Tc)≦200(℃)。藉由將模具溫度之差設為上述範圍，能夠進一步均勻地進行熱塑性樹脂之熔融、固化，能夠進一步提高所得之複合積層體之耐久性。
認為本發明之複合積層體其B層由於強化纖維(b1)之尺寸之大小而產生熱塑性樹脂(b2)之凹痕，但藉由將含有無機纖維(a1)之A層形成於表面從而以無機纖維(a1)微補強強化纖維(b1)間並掩埋間隙而提高表面平滑性。認為藉由無機纖維(a1)存在於A層中，而藉由源自無機纖維(a1)之熱塑性樹脂(a2)之成核劑效果提高、無機纖維(a1)與模具之接著性較低、熱時剛度提高而提高脫模性。又，認為利用A層之無機纖維(a1)與B層之強化纖維(b1)之交聯(投錨效應)而得之A層之與B層之密接力提高。
又，本發明之複合積層體藉由於A層含有無機纖維(a1)，有於切削加工後之切削剖面不易產生毛邊之效果。進而，藉由於複合積層體中含有無機纖維(a1)、尤其含有鈦酸鉀纖維，利用無機纖維(a1)表面之羥基等之存在提高對複合積層體之塗佈密接性。
由於可如上述般利用衝壓成形等壓製成形對任意形狀之複合積層體賦形，故而本發明之複合積層體可列舉汽車、電氣、電子機器、家電製品、飛機等之各種零件、構件作為較佳用途。
由於本發明之複合積層體之表面外觀(表面平滑性)優異，例如，A層表面之最大高度(Sz)為50 μm以下，故而可適宜地用於汽車構件用途，尤其可適宜地用於汽車外裝用途。再者，最大高度(Sz)能夠依據ISO 25178進行測定。
[實施例]
於以下基於實施例及比較例具體地進行說明，但本發明不受其任何限定。再者，本實施例及比較例中所使用之原材料具體如下。
(熱塑性樹脂)
聚醯胺6樹脂(商品名：AMILAN CM1017，東麗公司製造)
聚醯胺MXD10樹脂(商品名：LEXTER8500，三菱瓦斯化學公司製造)
熱塑性聚醯亞胺樹脂(商品名：THERPLIM TO-65，三菱瓦斯化學公司製造)
(無機纖維)
鈦酸鉀(商品名：TISMO D101，大塚化學公司製造，平均纖維長度：15 μm，平均纖維直徑：0.5 μm，平均縱橫比：30)
矽灰石(商品名：BAYSTAL W，大塚化學公司製造，平均纖維長度：25 μm，平均纖維直徑：3 μm，平均縱橫比：8)
(其他)
玻璃纖維(商品名：ECS 03T-289P/W，日本電氣硝子公司製造，平均纖維長度：3 mm，平均纖維直徑：13 μm)
板狀滑石(商品名：TALC GH7，林化成公司製造，平均長徑：5.8 μm，厚度：0.1 μm)
＜實施例1～實施例5及比較例1～比較例5＞
以表1所示之調配比例，使用雙軸擠出機進行熔融混練，製造丸粒。再者，關於雙軸擠出機之汽缸溫度，實施例1～實施例2及比較例1～比較例3為230℃，實施例3、實施例4及比較例4為240℃，實施例5及比較例5為350℃。
將所得之丸粒乾燥後，使用膜擠出機(東洋精機公司製造，於Laboplastomill 4C150-01連接單軸擠出機D2020(L/D＝20)，實施例1～實施例2及比較例1～比較例3以汽缸溫度230℃，實施例3、實施例4及比較例4以汽缸溫度240℃，實施例5及比較例5以汽缸溫度350℃，自T型模頭(寬度150 mm，厚度0.2 mm)擠出而得之熔融樹脂經由膜抽取裝置以膜成為目標之厚度之方式進行單軸延伸，獲得膜(a3)。關於膜(a3)之厚度，實施例1～實施例5及比較例2～比較例5為100 μm，比較例1為250 μm。
[表1]
(最大高度(Sz)之評價)
關於上述中所得之實施例1、實施例2及比較例1～比較例3之膜(a3)之各者，藉由將膜(a3)、及使碳纖維(平均纖維長度30 mm，平均纖維直徑7 μm)含浸聚醯胺6樹脂而得之碳纖維片材(片材之厚度10 mm，碳纖維含量50質量%)以成為膜(a3)/碳纖維片材之構成之方式，夾於2張醯亞胺膜(商品名：UPILEX 75S，宇部興產公司製造)中，利用壓製機(東洋精機公司製造，商品名：Mini Test Press MP-WCH)以頂板溫度220℃、預熱時間1分鐘、壓力2 MPa、加壓時間1分鐘之條件進行壓製，於壓製後剝離醯亞胺膜而製造複合積層體。所得之複合積層體之A層之厚度為65 μm，B層之厚度為0.375 mm。將所得之複合積層體之表面(A層側)依據ISO 25178，使用雷射顯微鏡(基恩士公司製造，商品名：VK-X250)測定表面之最大高度(Sz)。將結果示於表2。
關於上述中所得之實施例3、實施例4及比較例4之膜(a3)之各者，藉由將膜(a3)、及使碳纖維(平均纖維長度30 mm，平均纖維直徑7 μm)含浸聚醯胺6樹脂而得之碳纖維片材(片材之厚度10 mm，碳纖維含量50質量%)，以成為膜(a3)/碳纖維片材之構成之方式，夾於2張醯亞胺膜(商品名：UPILEX 75S，宇部興產公司製造)中，利用壓製機(東洋精機公司製造，商品名：Mini Test Press MP-WCH)以頂板溫度210℃、預熱時間1分鐘、壓力1 MPa、加壓時間1分鐘之條件進行壓製，於壓製後剝離醯亞胺膜而製造複合積層體。所得之複合積層體之A層之厚度為58 μm，B層之厚度為0.314 mm。將所得之複合積層體之表面(A層側)依據ISO 25178，使用雷射顯微鏡(基恩士公司製造，商品名：VK-X250)測定表面之最大高度(Sz)。將結果示於表2。
關於上述所得之實施例5及比較例5之膜(a3)之各者，藉由將膜(a3)、及使碳纖維(平均纖維長度30 mm，平均纖維直徑7 μm)含浸聚醯胺6樹脂而得之碳纖維片材(片材之厚度10 mm，碳纖維含量50質量%)，以成為膜(a3)/碳纖維片材之構成之方式，夾於2張醯亞胺膜(商品名：UPILEX 75S、宇部興產公司製造)中，利用壓製機(東洋精機公司製造，商品名：Mini Test Press MP-WCH)以頂板溫度325℃、預熱時間1分鐘、壓力1 MPa、加壓時間1分鐘之條件進行壓製，於壓製後剝離醯亞胺膜而製造複合積層體。所得之複合積層體之A層之厚度為43 μm，B層之厚度為0.542 mm。將所得之複合積層體之表面(A層側)依據ISO 25178，使用雷射顯微鏡(基恩士公司製造，商品名：VK-X250)測定表面之最大高度(Sz)。將結果示於表2。
(模具脫模性)
於金屬板(鋼材SS400)上，關於上述所得之實施例1、實施例2及比較例1～比較例3之膜(a3)之各者，依序積層膜(a3)、使碳纖維(平均纖維長度30 mm，平均纖維直徑7 μm)含浸聚醯胺6樹脂而得之碳纖維片材(片材之厚度10 mm，碳纖維含量50質量%)、醯亞胺膜(商品名：UPILEX 75S，宇部興產公司製造)，利用壓製機(東洋精機公司製造，商品名：Mini Test Press MP-WCH)以頂板溫度220℃、預熱時間1分鐘、壓力2 MPa、加壓時間1分鐘之條件進行壓製。於壓製後，將醯亞胺膜向金屬板之90°上方提拉而將醯亞胺膜自金屬板剝離。於醯亞胺膜剝離時，將複合積層體與醯亞胺膜一起自金屬板完全剝離者設為「○」，將複合積層體之一部分殘存於金屬板者設為「△」，將複合積層體未自金屬板剝離而僅醯亞胺膜剝離者設為「×」。將結果示於表2。
於金屬板(鋼材SS400)上，關於上述所得之實施例3、實施例4及比較例4之膜(a3)之各者，依序積層膜(a3)、使碳纖維(平均纖維長度30 mm，平均纖維直徑7 μm)含浸聚醯胺6樹脂而得之碳纖維片材(片材之厚度10 mm，碳纖維含量50質量%)、醯亞胺膜(商品名：UPILEX 75S，宇部興產公司製造)，利用壓製機(東洋精機公司製造，商品名：Mini Test Press MP-WCH)以頂板溫度210℃、預熱時間1分鐘、壓力1 MPa、加壓時間1分鐘之條件進行壓製。於壓製後，將醯亞胺膜向金屬板之90°上方提拉而將醯亞胺膜自金屬板剝離。於醯亞胺膜剝離時，將複合積層體與醯亞胺膜一起自金屬板完全剝離者設為「○」，將複合積層體之一部分殘存於金屬板者設為「△」，將複合積層體未自金屬板剝離而僅醯亞胺膜剝離者設為「×」。將結果示於表2。
於金屬板(鋼材SS400)上，關於上述所得之實施例5及比較例5之膜(a3)之各者，依序積層膜(a3)、使碳纖維(平均纖維長度30 mm，平均纖維直徑7 μm)含浸聚醯胺6樹脂而得之碳纖維片材(片材之厚度10 mm，碳纖維含量50質量%)、醯亞胺膜(商品名：UPILEX 75S，宇部興產公司製造)，利用壓製機(東洋精機公司製造，商品名：Mini Test Press MP-WCH)以頂板溫度325℃、預熱時間1分鐘、壓力1 MPa、加壓時間1分鐘之條件進行壓製。於壓製後，將醯亞胺膜向金屬板之90°上方提拉而將醯亞胺膜自金屬板剝離。於醯亞胺膜剝離時，將複合積層體與醯亞胺膜一起自金屬板完全剝離者設為「○」，將複合積層體之一部分殘存於金屬板者設為「△」，將複合積層體未自金屬板剝離而僅醯亞胺膜剝離者設為「×」。將結果示於表2。
[表2]
(片材接著性)
關於上述所得之實施例1及比較例1之膜(a3)之各者，藉由將膜(a3)、及使碳纖維(平均纖維長度30 mm，平均纖維直徑7 μm)含浸聚醯胺6樹脂而得之碳纖維片材(片材之厚度10 mm，碳纖維含量50質量%)，以成為膜(a3)/碳纖維片材之構成之方式，夾於2張醯亞胺膜(商品名：UPILEX 75S，宇部興產公司製造)中，利用壓製機(東洋精機公司製造，商品名：Mini Test Press MP-WCH)以頂板溫度220℃、預熱時間1分鐘、壓力2 MPa、加壓時間1分鐘之條件進行壓製，於壓製後剝離醯亞胺膜而製造複合積層體。再者，於複合積層體之一端設置上述膜(a3)之抓持餘裕部。
固定複合積層體，將膜(a3)之抓持餘裕部利用自動立體測圖儀向複合積層體表面90°上方拉伸20 mm/min。將膜(a3)未自與碳纖維片材之界面剝離者設為「○」，將自與碳纖維片材之界面剝離者設為「×」。將實施例1及比較例1中之結果示於表3。
[表3]
(切削加工性)
將使用實施例3、實施例4及比較例4之膜(a3)之各者而製造之、用於最大高度(Sz)之評價之上述複合積層體利用磨料噴水裝置切削為縱90 mm×橫50 mm(平板)之形狀。切削條件為噴嘴直徑0.76 mm、水壓400 MPa、速度200 mm/min、水量約2.5 L/min，且將研磨劑使用量：garnet(石榴石)＃80設為400 g/min。
對來自加工後切削剖面之毛邊之樣式進行評價，將毛邊無法確認者設為「○」，將毛邊程度較小者(能夠以手簡單地去除之水準)設為「△」，將毛邊程度較大者(若不使用工具則無法去除之水準)設為「×」。將評價之結果示於表4。
[表4]
(機械特性)
於使用實施例3及比較例4之膜(a3)之各者而製造之、用於最大高度(Sz)之評價之上述複合積層體中利用磨料噴水裝置切削為JIS試驗片(彎曲試驗片)之形狀。切削條件為噴嘴直徑0.76 mm、水壓400 MPa、速度200 mm/min、水量約2.5 L/min，且將研磨劑使用量：garnet(石榴石)＃80設為400 g/min。
關於所得之彎曲試驗片，以JIS K7171為基準，使用自動立體測圖儀AG-5000(島津製作所公司製造)進行支點間距離60 mm之3點彎曲試驗，測定彎曲強度、彎曲模數及彎曲撓度。將結果示於表5。由表5之結果可知，本發明之複合積層體由於在碳纖維片材表面貼附含有無機纖維之片材而機械物性提高，作為結構體較優異。
(塗佈密接性)
於使用實施例3及比較例4之膜(a3)之各者而製造之、用於最大高度(Sz)之評價之上述複合積層體中利用磨料噴水裝置切削為縱90 mm×橫50 mm(平板)之形狀。切削條件為噴嘴直徑0.76 mm、水壓400 MPa、速度200 mm/min、水量約2.5 L/min，且將研磨劑使用量：garnet(石榴石)＃80設為400 g/min。
關於所得之平板，於利用溶劑所進行之使表面脫脂而得之表面，以膜厚成為18 μm之方式塗佈2液丙烯酸胺基甲酸酯系塗料(藤倉化成股份有限公司製造，商品名：Recrack＃110)，於其塗佈面進而以膜厚成為13 μm之方式塗佈透明塗料。塗佈後，進行利用切割機所進行之切割試驗，將切割部之槽寬示於表5。
由表5之結果可知，本發明之複合積層體由於在碳纖維片材表面貼附含有無機纖維之片材而減少由切割機刀所引起之切割槽寬，對外部因素之塗佈密接性優異。
[表5]
1‧‧‧複合積層體
2‧‧‧A層
3‧‧‧B層
3a‧‧‧第1主表面
3b‧‧‧第2主表面
21‧‧‧複合積層體
圖1係顯示本發明之第1實施形態之複合積層體之模式性剖視圖。
圖2係顯示本發明之第2實施形態之複合積層體之模式性剖視圖。

Claims (14)

  1. 一種複合積層體，其具備A層及B層，於上述B層之單面或雙面設有上述A層，其中上述A層包括平均纖維長度為1 μm～300 μm之無機纖維(a1)及熱塑性樹脂(a2)，上述B層包括平均纖維長度為1 mm以上之強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)。
  2. 如請求項1之複合積層體，其中上述無機纖維(a1)之平均縱橫比為3～200。
  3. 如請求項1或2之複合積層體，其中上述無機纖維(a1)係選自由鈦酸鉀及矽灰石所組成之群中之至少1種。
  4. 如請求項1至3中任一項之複合積層體，其中上述無機纖維(a1)之含量於上述A層中所包含之成分之總量100質量%中為1質量%～40質量%。
  5. 如請求項1至4中任一項之複合積層體，其中上述強化纖維(b1)係選自由碳纖維、玻璃纖維及芳香族聚醯胺纖維所組成之群中之至少1種。
  6. 如請求項1至5中任一項之複合積層體，其中上述強化纖維(b1)之平均纖維直徑為1 μm～50 μm。
  7. 如請求項1至6中任一項之複合積層體，其中上述強化纖維(b1)之含量於上述B層中所包含之成分之總量100質量%中為10質量%～80質量%。
  8. 如請求項1至7中任一項之複合積層體，其中上述熱塑性樹脂(a2)係選自由聚烯烴樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂、脂肪族聚醯胺(PA)樹脂、半芳香族聚醯胺(PA)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚醚芳香族酮樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)樹脂及熱塑性聚醯亞胺(TPI)樹脂所組成之群中之至少1種。
  9. 如請求項1至8中任一項之複合積層體，其中上述熱塑性樹脂(b2)係選自由聚烯烴樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂、脂肪族聚醯胺(PA)樹脂、半芳香族聚醯胺(PA)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚醚芳香族酮樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)樹脂及熱塑性聚醯亞胺(TPI)樹脂所組成之群中之至少1種。
  10. 如請求項1至9中任一項之複合積層體，其中上述A層中之表面之最大高度(Sz)為50 μm以下。
  11. 如請求項1至10中任一項之複合積層體，其用於汽車構件。
  12. 一種複合積層體之製造方法，其係如請求項1至11中任一項所述之複合積層體之製造方法，且藉由於包括平均纖維長度為1 mm以上之強化纖維(b1)及熱塑性樹脂(b2)之片材(b3)之單面或雙面，積層配置包括平均纖維長度為1 μm～300 μm之無機纖維(a1)及熱塑性樹脂(a2)之膜(a3)，並對上述積層物進行加熱及加壓而使片材(b3)及膜(a3)一體化。
  13. 如請求項12之複合積層體之製造方法，其中上述膜(a3)之厚度未達500 μm。
  14. 如請求項12或13之複合積層體之製造方法，其中上述片材(b3)之厚度為0.3 mm～15 mm。
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