[發明專利]包含不連續增強纖維和作為基質的熱塑性樹脂的壓制成型材料、其成形品及其制造方法

有效

• 申請號: 201680076195.5
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108472838B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 三浦香織;米田哲也;清水浩之
• 申請（專利權）人: 帝人株式會社
• 主分類號: B29C43/18
• 分類號: B29C43/18;B29B11/16;B29K101/12
• 代理公司: 北京奉思知識產權代理有限公司 11464
• 代理人: 吳立;鄒軼鮫

一種壓制成型材料，包含平均纖維長度3mm至100mm的不連續增強纖維；以及作為基質的熱塑性樹脂，其特征在于：該壓制成型材料具有特定基準面、至少一個可豎立面和至少一個可自層疊區域，并且可豎立面的一部分包括在可自層疊區域中。

技術領域

本發明涉及一種包含不連續增強纖維和作為基質的熱塑性樹脂的壓制成型材料、其成形品及其制造方法。

背景技術

近年來，從諸如能獲得高強度和減輕的重量兩者的角度，增強纖維被保持在樹脂基質中的復合材料已經在各個領域中用作結構材料。在這些復合材料之中，包含增強纖維和作為基質的熱塑性樹脂的復合材料在成型時間短、容易回收等方面引起了注意。特別地，認為用于通過將包含具有特定纖維長度的不連續增強纖維和作為基質的熱塑性樹脂的成型材料壓制成型而獲得具有期望形狀的成形品的方法能夠獲得具有三維形狀和優越的強度的成形品，該成形品包含相比于注射成型等在成型時增強纖維斷裂更少且殘余纖維長度更長的增強纖維，這是特別有前景的。

然而，通過壓制成型制造由包含增強纖維和作為基質的熱塑性樹脂(以下可以稱作纖維增強熱塑性塑料或者簡稱為FRTP)的復合材料形成的具有不規則等的三維形狀的成形品時，獲得的成形品可能由于皺褶等的產生而外觀劣化。應對這樣的問題，已經進行嘗試以通過預先在成型材料中形成切口而在壓制成型時獲得具有不產生皺褶的良好外觀的FRTP成形品。

例如，作為纖維增強熱塑性樹脂的成形品的制造方法，PTL1示出一種方法，其中，通過使用在與金屬模具成型表面的凹凸部分相對應的位置處預先設置有切口的纖維增強熱塑性樹脂片，并且進行夾持以在推出所述片的同時填充金屬模腔的內部，而不產生皺褶地制造局部深的凹凸形狀的成形品。然而，在該方法中，由于在切割部處分割所述片，所以當壓制成型該片時，存在樹脂將聚集并互相熔接并且該部分的強度將降低的擔憂。

PTL 2提出一種方法，其通過壓制成型將利用切口而從纖維增強復合材料形成的成型材料分離的部分分離件成型為三維形狀，并且隨后通過壓制成型重疊剩余物的一部分以將整體形成為期望的三維形狀，而不產生皺褶地制造半球狀成形品。然而，PTL 2僅說明了基質樹脂為熱固性樹脂(環氧樹脂)的纖維增強復合材料的成形品。其需要在金屬模具中布置預浸漬體而多次進行成形操作。顯然該方法難以用于制造基質樹脂為熱塑性樹脂的纖維增強復合材料的成形品。此外，PTL 2的比較例說明了其在未以逐步方式壓制成型部分分離件和剩余物的情況下，不能僅通過壓制成型整個切割的預浸漬體而獲得不具有皺褶和增強纖維中的雜亂的成形品。可以說對于在不能通過單步壓制成型獲得良好產品的生產率方面，PTL 2的技術中存在相當大的改進空間。

PTL3示出當通過壓制成型法成型具有角部的纖維增強塑料(可以簡稱為FRP)形成的殼體時，能夠通過使在鋪設于下模上的預浸漬體中，形成殼體的側壁部的預浸漬體的側壁構成部比殼體的側壁部長，并且部分地重疊預浸漬體的側壁構成部的形成角部并且彼此鄰接的端部，以鋪設在下模上，而以高生產效率獲得在角部沒有扭曲或者變形的FRP殼體。然而，作為具體方面，PTL 3僅說明了通過使用包含是作為基質樹脂的熱固性樹脂的環氧樹脂以及碳纖維的復合材料，并且進行將單向布置的纖維預浸漬體纏繞并且布置在預浸漬體的側壁構成部的最外周上的操作以抑制成型時角部張開和扭曲擴散，而獲得在角部沒有扭曲或者變形的FRP殼體。在成型基質樹脂為熱塑性樹脂的復合材料的情況下，由于需要通過將復合材料加熱至軟化狀態而進行成型，所以認為極難通過其中需要將單向布置的纖維預浸漬體纏繞和布置在側壁構成部的最外周上的PTL 3的方法，而獲得FRTP。

引用列表

專利文獻

[專利文獻1]日本專利No.3572823

[專利文獻2]JP-A-2002-240068

[專利文獻3]JP-A-2007-181935

發明內容

技術問題