纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法、纤维强化热塑性树脂带子的制造方法、加压成型材料的制造方法、成型品的制造方法、单向预浸料、以及成型品技术

一种纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，在具有1mm以上的最大开口部高度的十字头模头(1)中，通过将强化纤维以强化纤维束的状态供给至十字头模头(1)，与处于熔融状态的热塑性树脂复合化，然后，使其与所述热塑性树脂的固化温度以下的加压面相接触并加压，成型为开口部高度的50％以下的厚度。

Fiber reinforced thermoplastic resin composite material and manufacturing method of fiber reinforced thermoplastic resin tape manufacturing method, compression molding material molding manufacturing method, manufacturing method, unidirectional prepreg, and molded product

A method for producing fiber reinforced thermoplastic resin composite material, with more than 1mm maximum opening height of the crosshead die (1), by strengthening fiber reinforced fiber beam state is supplied to the crosshead die (1), and the molten thermoplastic resin composite then, the following curing temperature and the thermoplastic resin is contacted with pressurized and pressurized, forming an opening below 50% of the height of the thickness.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法、纤维强化热塑性树脂带子的制造方法、加压成型材料的制造方法、成型品的制造方法、单向预浸料、以及成型品
本专利技术涉及纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法、纤维强化热塑性树脂带子的制造方法、加压成型材料的制造方法、成型品的制造方法、单向预浸料、以及成型品。本申请以2014年9月17日在日本提出的特愿2014-188705号和2015年3月11日在日本提出的特愿2015-047983号为基础主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
碳纤维以及碳纤维复合材料由于具有高拉伸强度·拉伸弹性模量，优异的耐热性、耐药性、疲劳特性、耐磨性，线膨胀系数小，尺寸稳定性优异，富有电磁波屏蔽性、X线透过性等的优异特长，在运动·休闲、航空·宇宙、一般工业用途中广泛适用。以往，多将环氧树脂等热固性树脂作为复合材料的基质，但最近，基于回收性·高速成型性的观点，热塑性树脂受到瞩目。专利文献1中，公开了将单向拉齐的碳纤维和热塑性树脂层叠而制造的方法。该方法中，由于需要将碳纤维高度单向拉齐，有可能产生来自碳纤维的起毛等问题，产线速度有可能变得难以提高。专利文献2中，提出了为了保持纤维长度而使强化纤维的重量含有率为50％以上85％以下，强化纤维的平均纤维长为5mm以上50mm以下，强化纤维无方向地分散着的纤维强化热塑性树脂片。该专利文献中，没有探讨关于纤维取向的偏差，但基于其制造方法推测表面的纤维取向有所偏差。因此，在用于实用部件时，在确保可靠性上有产生问题的担忧。此外，该纤维强化热塑性树脂片的实施例中，将开纤为宽度15mm以上的纤维束在模具内含浸热塑性树脂而得的宽10mm的纤维束裁断后片状物化，但关于其模具的形状或其收取工序没有明示。专利文献3中，提出了厚度130μm以下的碳纤维强化热塑性树脂带子。该制造方法是通过如下制得：用在树脂浴中的挤压辊将碳纤维开纤、使之含浸，使用狭缝间隔为130μm以下的特定喷嘴，使用冷却辊等防止发生带子变厚而导致的带子变形。该方法中，为了制造带子，狭窄的狭缝间隔是有必要的，实施例中，制造了比狭缝喷嘴间隔稍厚的带子。狭缝喷嘴间隔若较窄，狭缝喷嘴上施加的压力容易变高，有可能变得难以提高产线速度。专利文献4中公开了一种热塑性单相预浸料片的制造方法，其特征在于，在含浸的同时，将带子状化的束状预浸料在宽度方向上多根拉齐排列后，在加热下，加压为片状。该方法中，虽然想谋求片状化工序的高速化，但带子状化的束状预浸料在制造时被高度含浸，难以谋求高速化。专利文献5的实施例中公开了以下方法：使用1mm直径的模头，制作在补强纤维束上附着尼龙6的附着物，将其多根排列，以间隔0.3mm通过250℃的辊之间，再进一步以间隔0.25mm通过200℃的辊之间，得到片状物。但可认为该方法中，由于要通过比尼龙6的熔点更高温的250℃的辊之间，因此脱模不易。专利文献6中记载了以下方法：制作在补强纤维束上附着热塑性树脂的附着物，将其多根排列，通过具有加热区域和冷却区域的板状物加热加压，含浸树脂，冷却后进行剥离。但该方法中，不仅是纤维强化热塑性树脂，将其加热冷却的板状物也有必要反复加热冷却，难以谋求高速化。此外，以熔点以下的辊温度加压的比较例中，没有实现良好的含浸。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2014-105310号专利文献2:日本专利特开平9-155862号公报专利文献3:日本专利特开2007-118216号专利文献4:日本专利特开平7-24830号专利文献5:日本专利特开昭59-62114号专利文献6:日本专利特开昭60-36136号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题需要一种高效生产优异的纤维强化热塑性树脂加压材料或纤维强化热塑性树脂带子的方法，并且，需要一种操作性优异的纤维强化热塑性树脂复合材。特别地，在纤维强化热塑性树脂带子中，基于经济性的观点，需要能以较少的工序数高效生产的方法。此外，在纤维强化热塑性树脂加压材料中，由于减少了机械特性的偏差，变得容易反应在部件设计上。本专利技术人们发现，以特定的十字头模头复合化后，一边冷却一边加压，与以往相比使之变形更大，由此可高效地得到品质优异的纤维强化热塑性树脂复合材以及纤维强化热塑性树脂带子，此外，还发现此处得到的纤维强化热塑性树脂复合材以及纤维强化热塑性树脂带子的表面被树脂包覆，因而操作性优异，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的要旨在于以下(1)～(15)。(1)一种纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，通过具有1mm以上的最大开口部高度的十字头模头进行制造，将强化纤维以强化纤维束的状态供给至十字头模头，使其与熔融状态下的热塑性树脂复合化，然后，与所述热塑性树脂的固化温度以下的加压面接触，加压成型为开口部高度的50％以下的厚度。(2)根据(1)记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，使用单位长度质量为800mg/m以上5000mg/m以下的强化纤维束。(3)根据(2)记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，强化纤维束的单位长度质量R相对于最大开口部高度L如下式所示：L>0.5×Log(R)，R的单位是mg/m。(4)根据(1)～(3)中任一项记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，使用具有间距间隔5mm以上40mm以下的多个开口部的所述十字头模头，通过所述加压，将邻接的纤维强化热塑性树脂复合材一体化。(5)根据(1)～(4)记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，通过具有最大高度1mm以上10mm以下的开口部的十字头模头，将强化纤维和熔融状态下的热塑性树脂复合化，然后，加压成型为平均厚度在0.05mm以上0.4mm以下。(6)根据上述(1)～(5)记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，通过所述加压，使其成型为开口部高度的20％以下。(7)根据上述(1)～(6)记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，将10质量％以上70质量％以下的强化纤维与30质量％以上90质量％以下的热塑性树脂进行复合化。(8)一种纤维强化热塑性树脂带子的制造方法，将由上述(1)～(7)中任一项记载的制造方法所得到的纤维强化热塑性树脂复合材切断为100mm以上的长度。(9)根据上述(8)记载的纤维强化热塑性树脂带子的制造方法，将20质量％以上70质量％以下的强化纤维与30质量％以上80质量％以下的热塑性树脂进行复合化。(10)一种加压成型材料的制造方法，将由上述(1)～(7)中任一项记载的制造方法所得到的纤维强化热塑性树脂复合材切断为5mm以上50mm以下的长度。(11)一种加压成型材料的制造方法，将由上述(10)记载的制造方法所得到的加压成型材料进行加热，一体化为片状。(12)根据上述(10)或(11)记载的加压成型材料的制造方法，将10质量％以上60质量％以下的强化纤维与40质量％以上90质量％以下的热塑性树脂进行复合化。(13)一种成型品的制造方法，将上述(10)～(12)中记载的加压成型材料加热至热塑性树脂的软化温度以上后，流动加压成型而得到成型品，成型品的面内纤维取向系数的Cv值为20％以下。(14)一种单向预浸料，其含有向同一方向并齐的20质量％以上70质量％以下的强化纤维和30质量％以上80质量％以下的热塑性树脂，其在以下的90°弯曲试验中得到的强度，是热塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，通过具有1mm以上的最大开口部高度的十字头模头进行制造，将强化纤维以强化纤维束的状态供给至十字头模头，使其与熔融状态下的热塑性树脂复合化，然后，与所述热塑性树脂的固化温度以下的加压面接触，加压成型为开口部高度的50％以下的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.17 JP 2014-188705;2015.03.11 JP 2015-047981.一种纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，通过具有1mm以上的最大开口部高度的十字头模头进行制造，将强化纤维以强化纤维束的状态供给至十字头模头，使其与熔融状态下的热塑性树脂复合化，然后，与所述热塑性树脂的固化温度以下的加压面接触，加压成型为开口部高度的50％以下的厚度。2.根据权利要求1记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，其中，使用单位长度质量为800mg/m以上5000mg/m以下的强化纤维束。3.根据权利要求2记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，其中，强化纤维束的单位长度质量R相对于最大开口部高度L如下式所示：L>0.5×Log(R)，R的单位是mg/m。4.根据权利要求1～3中任一项记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，其中，使用具有间距间隔5mm以上40mm以下的多个开口部的所述十字头模头，通过所述加压，将邻接的纤维强化热塑性树脂复合材一体化。5.根据权利要求1～4中任一项记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，其中，通过具有最大高度1mm以上10mm以下的开口部的十字头模头，将强化纤维和熔融状态下的热塑性树脂复合化，然后，加压成型为平均厚度在0.05mm以上0.4mm以下。6.根据权利要求1～5中任一项记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，其中，通过所述加压，使其成型为开口部高度的20％以下。7.根据权利要求1～6中任一项记载的纤维强化热塑性树脂复合材的制造方法，其中，将10质量％以上70质量％以下的强化纤维与30质量％以上90质量％以下的热塑性树脂进行复合化。8.一种纤维强化热塑性树脂带子的制造方法，将由权利要求1～7中任一项记载的制造方法所得到的纤维强化热塑性树脂复合材切断为100mm以上的长度。9.根据权利要求8记载的纤维强化热塑性树脂带子的制造方法，其中，将20质量％以上70质量％以下的强化纤维与30质量％以上80质量％以下的热塑性树脂进行复合化。10.一种加压成型材料的制造方法，将由权利要求1～7中任一项记载的制造方法所得到的纤维强化热塑性树脂复合材切断为5mm以上50mm以下的长度。11.一种加压成型材料的制造方法，将由权利要求10记载的制造方法所得到的加压成型材料进行加热，一体化为...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥中理，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP