TWI726067B - 含浸樹脂之纖維束、壓縮成形品及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可獲得面衝擊強度較高之成形品的含浸樹脂之纖維束。
一種含浸樹脂之纖維束，其係相對於100質量份的(A)纖維材料束含浸25~300質量份的(B)熱塑性樹脂以一體成形而成的含浸樹脂之纖維束，前述含浸樹脂之纖維束為寬度方向的剖面形狀具有長軸與短軸(長軸長度>短軸長度)之扁平形狀者，前述長軸的平均長度(D1)為0.5~2.0mm，由前述長軸的平均長度(D1)與前述短軸的平均長度(D2)所求得的平均扁平比(D1/D2)為1.2~8.0，前述含浸樹脂之纖維束的長度(L)為11~50mm，前述L與前述D1的比(L/D1)為10~50，體積密度為0.1~0.4g/cm3。

Description

含浸樹脂之纖維束、壓縮成形品及其製造方法
本發明係有關於一種包含熱塑性樹脂與補強纖維的含浸樹脂之纖維束、壓縮成形品及其製造方法。
一般係廣泛使用將包含熱塑性樹脂與補強纖維的顆粒進行射出成形，來獲得成形品的方法。
然而，應用射出成形法時，在射出成形的過程中有補強纖維彎折而縮短，致補強效果降低的問題。
專利文獻1(日本專利第3631994號公報)、專利文獻2(日本專利第4743592號公報)中記載一種應用加壓成形法來替代射出成形法之發明。
專利文獻1中記載一種包含寬度0.2~5mm及長度10~150mm之單方向長纖維強化熱塑性樹脂(下稱L-FRTP)的線材隨機地配向，該線材彼此的接點經固接，單位面積重量為30~500g/m2，具有開口部，且厚度為0.1~1mm的L-FRTP薄片、及進一步在特定母材的至少單面或內部配置前述L-FRTP薄片的複合成形體之發明(申請專利範圍)。
發明之效果一欄(段落編號0051)記載，可提升L-FRTP薄片的面剛性。
其記載L-FRTP的剖面形狀為圓形或橢圓形，且剖面的長徑/短徑為3以下(段落編號0016)，但從實施例中所使用者僅為圓形(實施例1)而未使用橢圓者來看，其揭示為了獲得發明之效果，較佳為剖面為圓形者。
專利文獻2中記載一種長纖維強化熱塑性樹脂線狀成形材料、與長纖維強化熱塑性樹脂成形品的製造方法之發明(申請專利範圍)。
就長纖維強化熱塑性樹脂線狀成形材料的剖面形狀，其記載「(a)具有近似圓形或橢圓形的剖面形狀。藉此，即更容易三維地配向並散布線狀成形材料，將如此經散布者進行加壓成形，則可獲得強化纖維呈三維配向的薄片材料或成形品(段落編號0028)」，惟實施例、參考例及比較例中並無剖面形狀之記載，因此，認定其與專利文獻1之發明同樣為圓形者。
本發明係以提供一種可獲得面衝擊強度較高之成形品的含浸樹脂之纖維束、與由前述含浸樹脂之纖維束獲得的壓縮成形品及其製造方法為課題。
本發明係提供一種含浸樹脂之纖維束、由其所得之壓縮成形品、前述壓縮成形品的製造方法；該含浸樹脂之纖維束係相對於100質量份的(A)纖維材料束含浸25~300質量份的(B)熱塑性樹脂以一體成形而成的含浸樹脂之纖維束，前述含浸樹脂之纖維束為寬度方向的剖面形狀具有長軸與短軸(長軸長度>短軸長度)之扁平形狀者， 前述長軸的平均長度(D1)為0.5~2.0mm，由前述長軸的平均長度(D1)與前述短軸的平均長度(D2)所求得的平均扁平比(D1/D2)為1.2~8.0，前述含浸樹脂之纖維束的長度(L)為11~50mm，前述L與前述D1的比(L/D1)為10~50，體積密度為0.1~0.4g/cm3。
由本發明之含浸樹脂之纖維束獲得的壓縮成形品，面衝擊強度特別高。
又，本發明之壓縮成形品的製造方法由於係組合使用非接觸型加熱器之預加熱步驟與其後之壓縮步驟而成，能更容易調整所得壓縮成形品的密度。
[實施發明之形態]
<含浸樹脂之纖維束>
(A)成分之纖維材料束所使用的纖維材料較佳為選自碳纖維、玻璃纖維、及醯胺纖維(aramid fiber)者，但非限於此等。
纖維材料束的根數係考量含浸樹脂之纖維束的外徑(長軸長度及短軸長度)來調整，例如，可選自100~30000根的範圍。
作為(B)成分之熱塑性樹脂，可使用選自聚醯胺樹脂(聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺12等)、烯烴樹脂(聚丙烯、高密度聚乙烯、酸改性聚丙烯等)、聚苯硫 樹脂、聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等)、熱塑性胺基甲酸酯樹脂(TPU)、聚甲醛樹脂(POM)、ABS樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂與ABS樹脂之合金等者。
(B)成分之熱塑性樹脂亦可使用包含2種以上之合金，此時，亦可含有適當的相溶劑。
(A)成分之纖維材料束與(B)成分之熱塑性樹脂的含有比例，相對於100質量份的(A)成分，(B)成分為25~300質量份，較佳為30~150質量份，更佳為40~100質量份。
作為含浸樹脂之纖維束可依據用途而含有周知之樹脂用添加劑。樹脂用添加劑，可舉出難燃劑、熱穩定劑、光穩定劑、著色劑、抗氧化劑、抗靜電劑、潤滑劑等。
含浸樹脂之纖維束為寬度方向的剖面形狀具有長軸與短軸(長軸長度>短軸長度)之扁平形狀者。
含浸樹脂之纖維束之長軸的平均長度(D1)為0.5~2.0mm，較佳為0.5~1.5mm。
由含浸樹脂之纖維束之長軸的平均長度(D1)與短軸的平均長度(D2)所求得的平均扁平比(D1/D2)為1.2~8.0，較佳為1.5~5.0，更佳為1.5~3.0。
含浸樹脂之纖維束的長度(L)為11~50mm，較佳為15~40mm。
L與D1的比(L/D1)為10~50，較佳為15~50，更佳為20~40。
含浸樹脂之纖維束的體積密度為0.1~0.4g/cm3，較佳為0.1~0.3g/cm3，更佳為0.1~0.2g/cm3。
此處所稱體積密度，係指填充密度，藉由將經秤量之含浸樹脂之玻璃纖維束(質量m)在未壓密下平穩地裝入量筒等的計量容器中，讀取未輕敲(鬆散)狀態下的鬆散表觀體積(v0)，可算出體積密度(m/v0)。
含浸樹脂之纖維束係包含寬度方向的剖面形狀為橢圓形者、與非橢圓形者。
寬度方向的剖面形狀為橢圓形者為所有的面為曲面者，而寬度方向的剖面形狀為非橢圓形者為一部分的面包含平面者，例如面向短軸的面的全部或一部分為平面者。
當含浸樹脂之纖維束之長軸相同時，短軸的長度較小者(具有平面者)，較容易滲入狹小間隙中，因而較佳。
就含浸樹脂之纖維束的製造方法，使用十字頭模的方法為周知者，例如，可依據日本特開2013-107979號公報(製造例1之含浸樹脂之玻璃長纖維束的製造)、日本特開2013-121988號公報(製造例1之含浸樹脂之玻璃長纖維束的製造)、日本特開2012-52093號公報(實施例1~9)、日本特開2012-131104號公報(製造例1之含浸樹脂之玻璃長纖維束的製造、製造例2之含浸樹脂之碳纖維長纖維束的製造)、日本特開2012-131918號公報(製造例1之含浸樹脂之碳纖維束的製造、製造例2之含浸樹脂之玻璃纖維束的製造)、日本特開2011-162905號公報(實施例1)、日本特開2004-14990號公報(實施例1~7)所記載的方法來製造。
要使含浸樹脂之纖維束成為上述扁平比，可應用調整十字頭模之出口形狀的方法；由十字頭模的出口擠出後，在冷卻之前的階段，通過上下配置的2根輥(整形輥)之間的方法等。
<壓縮成形品>
本發明之壓縮成形品為在隨機地配置有前述含浸樹脂之纖維束的所需量的狀態下，接觸之前述含浸樹脂之纖維束彼此相互熔接之狀態者。
所稱含浸樹脂之纖維束的所需量，係指配合目標之壓縮成形品的大小(容積)與密度而使用的含浸樹脂之纖維束的總根數。
含浸樹脂之纖維束的所需量可藉由事先決定作為基準之壓縮成形品的大小(容積)與密度，並預先嘗試求取其所需要之含浸樹脂之纖維束的總根數來算出。
目標之壓縮成形品的大小(容積)與密度可視用途來決定。
本發明之壓縮成形品可形成：(I)含浸樹脂之纖維束的所需量，在隨機地僅配置於面方向(例如水平面或垂直面)的狀態(配置成二維之狀態)下，接觸之含浸樹脂之纖維束彼此相互熔接之形態者；(II)含浸樹脂之纖維束的所需量，以朝面方向及與前述面方向呈傾斜之方向的方式隨機地配置的狀態(配置成三維之狀態)下，接觸之前述含浸樹脂之纖維束彼此相互熔接之形態者等。
本發明之含浸樹脂之纖維束，由於上述扁平比為1.2~8.0的範圍，與剖面為圓形或與其相近之橢圓相比，在上述(I)之形態及(II)之形態任一種下，相近之含浸樹脂之纖維束彼此皆容易接觸，接觸面積亦變大。因此，置於加熱環境時，含浸樹脂之纖維束彼此更容易熔接。
再者，本發明之含浸樹脂之纖維束，由於上述扁平比為1.2~8.0的範圍，與剖面為圓形或與其相近之橢圓相比，更容易形成(II)之形態，因而較佳。例如，含浸樹脂之纖維束間有間隙時，圓形者不易滲入前述間隙中，而若為扁平形狀者，則容易滲入前述間隙中，故可更容易地形成三維配置。
尤其是本發明之含浸樹脂之纖維束使用具有平面者時，更容易進一步形成(II)之形態，因而較佳。
本發明之壓縮成形品較佳為厚度為1.5~10mm、密度為1.10~1.80g/cm3者。
本發明之壓縮成形品，不僅包含具有平面形狀者，亦包含具有曲面形狀者。
本發明之壓縮成形品，尤以面衝擊強度較高，因此在作成平板形狀品時，可大幅延長使用壽命。
<壓縮成形品的製造方法>
茲說明本發明之壓縮成形品的製造方法。
於最初步驟，係在加熱容器內隨機地配置的狀態下，較佳為以朝面方向、及與前述面方向傾斜之方向的方式隨機地配置成三維的狀態下投入所需量的含浸樹脂 之纖維束。前述含浸樹脂之纖維束由於其體積密度為較小的0.1~0.4g/cm3，因此投入至加熱容器內之含浸樹脂之纖維束的厚度分布不均較小，可使其大致呈均勻。
此外，可視需求對加熱容器施加振動，使投入後的含浸樹脂之纖維束的厚度更平整。
施加前述振動時，可對加熱容器施用上下方向、左右方向、上下及左右方向此3種方法，而由於可於更短時間內調整含浸樹脂之纖維束的厚度，故較佳為朝上下方向、或上下及左右方向施加振動的方法。
於以下步驟中，以非接觸型加熱器，將前述加熱容器內的前述含浸樹脂之纖維束預加熱。
就非接觸型加熱器而言，作為熱源較佳為選自紅外線、近紅外線、感應加熱(IH)及熱風者。
預加熱係實施至投入於加熱容器內的含浸樹脂之纖維束彼此熔接，全體不會移動之程度地一體成形為止。
前步驟中使用之含浸樹脂之纖維束的體積密度小至0.1~0.4g/cm3，於含浸樹脂之纖維束間存在大量間隙，因此，即使使用非接觸型加熱器之情況，熱也會迅速地遍及於加熱容器內的含浸樹脂之纖維束全體，而能夠以短時間的處理使其一體成形。
於以下步驟中，係一面將預加熱後的前述含浸樹脂之纖維束加熱一面進行壓縮而得到壓縮成形品。
於此壓縮步驟中，係將前步驟中所得之含浸樹脂之纖維束的一體成形物置入加壓用模具後一面加熱一面進行壓縮。
壓縮時的加熱溫度為低於含浸樹脂之纖維束所含之熱塑性樹脂的軟化點的溫度，較佳為低於預加熱溫度。
於壓縮步驟中，為了縮短成形循環時間、或美化表面外觀，亦可應用冷熱(heat and cool)成形法。
冷熱成形法係一種在於壓縮成形前使模具溫度急速地成為高溫的狀態下進行成形後，急遽地冷卻之方法。
又，藉由對壓縮成形後的成形品再度進行上述之預加熱處理後，再度進行壓縮成形，可提升成形品中之纖維的分散性，並可提高成形品的均勻性，因此，亦可獲得更穩定的製品(因成形品中的纖維的分散性良好，故成形品的機械性質等更穩定)。
壓縮時，使壓縮成形品的厚度為1.5~10mm，密度為1.10~1.80g/cm3。
[實施例]
實施例1(含浸樹脂之玻璃纖維束的製造)
使以包含(A)成分之玻璃長纖維的集束劑紮束的纖維束(玻璃纖維1：直徑13μm之玻璃纖維約1600根的束體)通過十字頭模。
此時，對十字頭模，由另一雙軸擠出機(料筒溫度290℃)供給(B)成分之聚丙烯(PMB02A，SunAllomer(股)製)的熔融物而使其含浸於玻璃長纖維束。
其後，以十字頭模出口的賦形噴嘴賦形，並以整形輥調整外形後，藉由造粒機切成既定長度，而得到表1所示含浸樹脂之纖維束。
將如此所得之含浸樹脂之纖維束切斷並進行確認，結果玻璃長纖維係朝長度方向大致呈平行，且樹脂含浸至中心部。
長軸的平均長度(D1)與短軸的平均長度(D2)的測量係依以下方法實施。
取出10根含浸樹脂之玻璃纖維束，使用掃描型電子顯微鏡，測定剖面(端面)的長軸長度與短軸長度並求出平均值。具體而言，係以與剖面交叉之直線且剖面的外周部與直線的2個交點的長度最長者為長軸、以與長軸垂直地相交之直線且該直線與剖面的外周部的2個交點的長度最長者為短軸。
(體積密度的測定法)
將以0.1%的精密度秤量之約200g的含浸樹脂之玻璃纖維束(質量m)在未壓密下平穩地裝入乾燥的1000ml量筒(最小刻度單位：2ml)中，讀取未輕敲(鬆散)狀態下的鬆散表觀體積(v0)至最小刻度單位。其後，由m/v0求出體積密度(g/cm3)。
實施例1、2、比較例1、參考例1
準備約150g的上述含浸樹脂之玻璃纖維束，在不鏽鋼製平底容器內從高度15~20cm的位置，以幾乎成為均勻厚度的方式投入。
其後，在爐(NGK INSULATORS(股)製INFRASTEIN爐N7GS；具備紅外線加熱器作為熱源)中，實施200℃、100秒的加熱(非接觸型加熱)共計3次。藉此加熱處理，平底容器內的含浸玻璃纖維束，其中聚丙烯彼此熔接而一體成形。
其後，將含浸樹脂之玻璃纖維束的一體成形物藉由加壓機(三友(股)製STI-1.6-220VF)進行加壓10秒(加壓溫度170℃，加壓壓力2t)。
其後，冷卻至室溫，而得到平面形狀為長方形的壓縮成形體(長度200mm，寬度200mm，厚度2mm，密度1.50g/cm3)。
(面衝擊強度的測定法)
落錘衝擊試驗
測定機器：GRAPHIC IMPACT TESTER B型(東洋精機製作所製)
規格：擊錘直徑=φ 12.7mm
試樣架直徑=φ 76mm
落下高度：80cm
砝碼質量：6.5kg
測定溫度：23℃
測定試樣：切削成100mm見方之試樣
測定係對測定試樣的中心施加衝擊，測定此時的最大負載N與總吸收能J。
Figure 106107883-A0202-12-0012-1
由實施例1、2與比較例1的比較，使用本發明之含浸樹脂之纖維束並且應用本發明之製造方法而得的壓縮成形品，其面衝擊強度優良。
[產業上可利用性]
由本發明之含浸樹脂之纖維束獲得的壓縮成形品，由於較薄且具有較高的面衝擊強度，而能夠利用於汽車零件、機械零件、建築材料、家庭用及業務用之餐具或托盤、各種日用品、安全鞋零件等。

Claims (7)

  1. 一種含浸樹脂之纖維束，其係相對於100質量份的(A)纖維材料束含浸25~300質量份的(B)熱塑性樹脂以一體成形而成的含浸樹脂之纖維束，該含浸樹脂之纖維束為寬度方向的剖面形狀具有長軸與短軸(長軸長度>短軸長度)之扁平形狀者，該長軸的平均長度(D1)為0.5~2.0mm，由該長軸的平均長度(D1)與該短軸的平均長度(D2)所求得的平均扁平比(D1/D2)為1.2~8.0，該含浸樹脂之纖維束的長度(L)為11~50mm，該(L)與該(D1)的比(L/D1)為10~50，體積密度為0.1~0.4g/cm3。
  2. 如請求項1之含浸樹脂之纖維束，其中該平均扁平比(D1/D2)為1.5~8.0。
  3. 如請求項1或2之含浸樹脂之纖維束，其中(A)成分之纖維材料為選自碳纖維、玻璃纖維、及醯胺纖維(aramid fiber)者。
  4. 一種壓縮成形品，其係包含如請求項1至3中任一項之含浸樹脂之纖維束的壓縮成形品，其中該壓縮成形品為在隨機地配置有該含浸樹脂之纖維束的所需量的狀態下，接觸之該含浸樹脂之纖維束彼此相互熔接之形態者，厚度為1.5~10mm、密度為1.10~1.80g/cm3。
  5. 一種壓縮成形品，其係包含如請求項1至3中任一項之含浸樹脂之纖維束的壓縮成形品，其中 該壓縮成形品為在該含浸樹脂之纖維束的所需量以朝面方向、及與該面方向呈傾斜之方向的方式隨機地配置成三維的狀態下，接觸之該含浸樹脂之纖維束彼此相互熔接之形態者，厚度為1.5~10mm、密度為1.10~1.80g/cm3。
  6. 一種壓縮成形品的製造方法，其係如請求項4或5之壓縮成形品的製造方法，其係具有：在加熱容器內隨機地加入所需量的該含浸樹脂之纖維束之步驟；其次以非接觸型加熱器，將該加熱容器內之該含浸樹脂之纖維束預加熱之步驟；其次，將預加熱後的該含浸樹脂之纖維束加熱壓縮之步驟。
  7. 如請求項6之壓縮成形品的製造方法，其中該非接觸型加熱器係使用選自紅外線、近紅外線、感應加熱(IH)及熱風中之至少一者作為熱源。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7054499B2 (ja) * 2017-06-06 2022-04-14 サンコロナ小田株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法
WO2019107247A1 (ja) 2017-11-29 2019-06-06 帝人株式会社 複合材料、成形体の製造方法、及び複合材料の製造方法
JP7198454B2 (ja) * 2018-02-27 2023-01-04 国立大学法人東海国立大学機構 繊維強化熱可塑性樹脂の成形物の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012153109A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 繊維強化プラスチック板及びその製造方法
WO2013077278A1 (ja) * 2011-11-21 2013-05-30 ダイセルポリマー株式会社 樹脂組成物、薄肉成形品及び薄肉成形品の製造方法
TW201600543A (zh) * 2014-06-18 2016-01-01 Daicel Polymer Ltd 纖維強化樹脂組成物

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000210933A (ja) * 1999-01-21 2000-08-02 Nitto Boseki Co Ltd 樹脂被覆繊維束及びその製造方法
JP3894035B2 (ja) * 2001-07-04 2007-03-14 東レ株式会社 炭素繊維強化基材、それからなるプリフォームおよび複合材料
JP4302938B2 (ja) 2002-06-11 2009-07-29 ダイセル化学工業株式会社 電磁波シールド用樹脂組成物
JP4876377B2 (ja) * 2004-08-05 2012-02-15 日東紡績株式会社 扁平ガラス繊維含有ペレットの製造方法
WO2007138966A1 (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation 繊維強化熱可塑性樹脂成形品
JP2009062648A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Toray Ind Inc チョップド繊維束、成形材料、および繊維強化プラスチックの製造方法
US7790284B2 (en) * 2008-09-24 2010-09-07 Davies Robert M Flexible composite prepreg materials
US8663524B2 (en) * 2009-05-12 2014-03-04 Miller Waste Mills Controlled geometry composite micro pellets for use in compression molding
JP2011162905A (ja) 2010-02-09 2011-08-25 Daicel Polymer Ltd 成形材料の補強用繊維材
JP5700496B2 (ja) * 2010-03-08 2015-04-15 東邦テナックス株式会社 炭素繊維チョップドストランド及びその製造法
JP5767850B2 (ja) 2010-08-03 2015-08-19 ダイセルポリマー株式会社 電子機器ハウジング用の薄肉成形体
JP5635901B2 (ja) 2010-12-21 2014-12-03 ダイセルポリマー株式会社 漏電及び感電防止用成形体
JP5922867B2 (ja) 2010-12-22 2016-05-24 ダイセルポリマー株式会社 耐摩耗性成形体用の樹脂組成物
JP6087052B2 (ja) 2011-05-16 2017-03-01 ダイセルポリマー株式会社 難燃性樹脂組成物
JP5919080B2 (ja) * 2012-04-23 2016-05-18 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法
WO2014030633A1 (ja) * 2012-08-21 2014-02-27 株式会社 豊田自動織機 三次元繊維強化複合材
EP2924164B1 (en) * 2012-11-26 2018-04-25 Mitsubishi Chemical Corporation Chopped carbon fiber bundles and method for producing chopped carbon fiber bundles
EP2977409B2 (en) * 2013-03-21 2022-12-07 Teijin Limited Glass-fiber-reinforced polycarbonate resin composition

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012153109A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 繊維強化プラスチック板及びその製造方法
WO2013077278A1 (ja) * 2011-11-21 2013-05-30 ダイセルポリマー株式会社 樹脂組成物、薄肉成形品及び薄肉成形品の製造方法
TW201600543A (zh) * 2014-06-18 2016-01-01 Daicel Polymer Ltd 纖維強化樹脂組成物

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