纤维增强热塑性树脂成型品、纤维增强热塑性树脂成型材料及其制造方法技术

本申请涉及纤维增强热塑性树脂成型品、纤维增强热塑性树脂成型材料及其制造方法，相对于碳纤维(A)、有机纤维(B)和热塑性树脂(C)的总量100重量份而言，所述纤维增强热塑性树脂成型品包含5～40重量份的碳纤维(A)、1～40重量份的有机纤维(B)、20～94重量份的热塑性树脂(C)，纤维增强热塑性树脂成型品中的所述碳纤维(A)的平均纤维长度(L

Fiber reinforced thermoplastic resin molded article, fiber reinforced thermoplastic resin molding material and process for producing the same

The invention relates to a fiber reinforced thermoplastic resin molding, fiber reinforced thermoplastic resin molding material and its manufacturing method, compared with carbon fiber (A), organic fiber (B) and thermoplastic resin (C) 100 of the total weight, the fiber reinforced thermoplastic resin molded product containing 5 ~ 40 carbon fiber weight (A), organic fiber, 1 to 40 parts by weight (B), 20 to 94 parts by weight of a thermoplastic resin (C) fiber, the carbon fiber reinforced thermoplastic resin molded in (A) the average fiber length (L

【技术实现步骤摘要】
纤维增强热塑性树脂成型品、纤维增强热塑性树脂成型材料及其制造方法本申请是申请日为2013年12月18日、专利技术名称为“纤维增强热塑性树脂成型品、纤维增强热塑性树脂成型材料及纤维增强热塑性树脂成型材料的制造方法”的中国专利技术专利申请No.201380067131.5(国际申请号为PCT/JP2013/083819)的分案申请。
本专利技术涉及包含碳纤维和有机纤维的纤维增强热塑性树脂成型品、纤维增强热塑性树脂成型材料及纤维增强热塑性树脂成型材料的制造方法。
技术介绍
包含增强纤维和热塑性树脂的成型品，由于具轻量性且具有优异的力学特性，所以被广泛用于体育用品用途、航空航天用途和一般产业用途等。上述增强纤维可以使用铝纤维、不锈钢纤维等金属纤维，碳化硅纤维、碳纤维等无机纤维，芳族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维等有机纤维等，但从比强度、比刚性和轻质性之间的均衡性的观点考虑，碳纤维是优选的，其中优选使用聚丙烯腈(PAN)类碳纤维。作为提高碳纤维增强热塑性树脂成型品的力学特性的方法，例如，可举出增加碳纤维的含量的方法，但是，增加碳纤维含量时，由于碳纤维容易在碳纤维增强热塑性树脂成型品中不均匀地存在，所以往往引起冲击强度的降低。于是，作为提高碳纤维增强热塑性树脂成型品的力学特性的其他方法，例如，可举出除添加碳纤维之外还添加有机纤维(其具有柔软性和优异的断裂伸长率)的方法。作为包含有机纤维和无机纤维的、可获得具有高刚性和高耐冲击性的成型体的复合纤维增强热塑性树脂颗粒，例如，提出了下述复合纤维增强热塑性树脂颗粒，所述复合纤维增强热塑性树脂颗粒中，有机纤维/无机纤维＝1/1～1/10，热塑性树脂/增强纤维＝95/5～60/40，增强纤维以大体沿颗粒的长度方向排列且经捻(twisted)的状态与热塑性树脂共同存在(例如，参见专利文献1)。此外，作为机械强度优异、赋予了导电性的长纤维增强复合树脂组合物，提出了含有烯烃类树脂、有机长纤维、碳纤维而成的长纤维增强复合树脂组合物(例如，参见专利文献2)。然而，使用这些技术获得的成型品存在冲击强度、低温冲击强度仍不充分的问题。另一方面，作为旨在同时实现燃料阻隔性和耐冲击性的树脂组合物，提出了在热塑性树脂中混合有熔点高于该热塑性树脂或者为不熔化性的长4～20mm的纤维的树脂组合物(例如，参见专利文献3)。然而，使用所述技术获得的成型品存在力学特性、特别是冲击强度和低温冲击强度不充分的问题。因此，对于现有技术中将热塑性树脂作为基体的纤维增强热塑性树脂成型品而言，期望利用简便的方法开发出力学特性优异(特别是冲击强度和低温冲击强度优异)且能够呈现出高冲击特性的纤维增强热塑性树脂成型品。专利文献1：日本特开2009-24057号公报专利文献2：日本特开2009-114332号公报专利文献3：美国专利申请公开第2006/68141号说明书
技术实现思路
鉴于现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供力学特性优异、特别是冲击强度和低温冲击强度优异的纤维增强热塑性树脂成型品。为了解决上述问题，本专利技术的纤维增强热塑性树脂成型品具有如下构成。即，纤维增强热塑性树脂成型品，相对于碳纤维(A)、有机纤维(B)和热塑性树脂(C)的总量100重量份而言，所述纤维增强热塑性树脂成型品包含5～45重量份的碳纤维(A)、1～45重量份的有机纤维(B)、20～94重量份的热塑性树脂(C)，纤维增强热塑性树脂成型品中的所述碳纤维(A)的平均纤维长度(LA)为0.3～1.5mm，并且，碳纤维(A)的从起点到终点的平均纤维端部间距离(DA)和平均纤维长度(LA)满足下式[1]，纤维增强热塑性树脂成型品中的所述有机纤维(B)的平均纤维长度(LB)为1.5～4mm，并且，有机纤维(B)的从起点到终点的平均纤维端部间距离(DB)和平均纤维长度(LB)满足下式[2]，0.9×LA≤DA≤LA[1]，0.1×LB≤DB≤0.9×LB[2]。此外，本专利技术的纤维增强热塑性树脂成型材料具有如下任一种构成。即，纤维增强热塑性树脂成型材料，相对于碳纤维(A)、有机纤维(B)、热塑性树脂(C)和200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)的总量100重量份而言，所述纤维增强热塑性树脂成型材料包含5～45重量份的碳纤维(A)、1～45重量份的有机纤维(B)、20～93重量份的热塑性树脂(C)、1～20重量份的200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)，其中，在使化合物(D)含浸包含碳纤维(A)和有机纤维(B)的纤维束(E)而成的复合体(F)的外侧包含热塑性树脂(C)，在纤维束(E)的剖面中碳纤维(A)和有机纤维(B)非均匀分布，纤维束(E)的长度与纤维增强热塑性树脂成型材料的长度实质上相同，或者，纤维增强热塑性树脂成型材料，包含碳纤维增强热塑性树脂成型材料(X)和有机纤维增强热塑性树脂成型材料(Y)，所述碳纤维增强热塑性树脂成型材料(X)中，相对于碳纤维(A)、热塑性树脂(C)和200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)的总量100重量份而言，包含5～45重量份的碳纤维(A)、94～35重量份的热塑性树脂(C)、1～20重量份的200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)，在使化合物(D)含浸碳纤维(A)而成的复合体(F)的外侧包含热塑性树脂(C)，碳纤维(A)的长度与碳纤维增强热塑性树脂成型材料的长度实质上相同，所述有机纤维增强热塑性树脂成型材料(Y)中，相对于有机纤维(B)、热塑性树脂(G)和200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(G)低的化合物(H)的总量100重量份而言，包含1～45重量份的有机纤维(B)、94～35重量份的热塑性树脂(G)，1～20重量份的化合物(H)。制造本专利技术的纤维增强热塑性树脂成型材料的方法具有如下构成。即，制造上述纤维增强热塑性树脂成型材料的方法，至少具有将所述碳纤维增强热塑性树脂成型材料(X)和所述有机纤维增强热塑性树脂成型材料(Y)进行干混的工序。对于本专利技术的纤维增强热塑性树脂成型品而言，由于成型品中的碳纤维和有机纤维满足上述特定的纤维长度，所以增强效果高，导电性、力学特性(特别是冲击强度、低温冲击强度)优异。本专利技术的纤维增强热塑性树脂成型品对电气·电子设备、OA设备、家用电器、壳体和汽车部件等极为有用。本专利技术涉及：(1)纤维增强热塑性树脂成型品，相对于碳纤维(A)、有机纤维(B)和热塑性树脂(C)的总量100重量份而言，所述纤维增强热塑性树脂成型品包含5～45重量份的碳纤维(A)、1～45重量份的有机纤维(B)、20～94重量份的热塑性树脂(C)，纤维增强热塑性树脂成型品中的所述碳纤维(A)的平均纤维长度(LA)为0.3～1.5mm，并且，碳纤维(A)的从起点到终点的平均纤维端部间距离(DA)和平均纤维长度(LA)满足下式[1]，纤维增强热塑性树脂成型品中的所述有机纤维(B)的平均纤维长度(LB)为1.5～4mm，并且，有机纤维(B)的从起点到终点的平均纤维端部间距离(DB)和平均纤维长度(LB)满足下式[2]，0.9×LA≤DA≤LA[1]，0.1×LB≤DB≤0.9×LB[2]。(2)如(1)所述的纤维增强热塑性树脂成型品，其中，23℃时的落锤冲击强度(本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维增强热塑性树脂成型材料，相对于碳纤维(A)、有机纤维(B)、热塑性树脂(C)和200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)的总量100重量份而言，所述纤维增强热塑性树脂成型材料包含5～45重量份的碳纤维(A)、1～45重量份的有机纤维(B)、20～93重量份的热塑性树脂(C)、1～20重量份的200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)，其中，在使化合物(D)含浸包含碳纤维(A)和有机纤维(B)的纤维束(E)而成的复合体(F)的外侧包含热塑性树脂(C)，在纤维束(E)的剖面中碳纤维(A)和有机纤维(B)非均匀分布，纤维束(E)的长度与纤维增强热塑性树脂成型材料的长度实质上相同。

【技术特征摘要】
2012.12.21 JP 2012-279213;2012.12.21 JP 2012-279211.纤维增强热塑性树脂成型材料，相对于碳纤维(A)、有机纤维(B)、热塑性树脂(C)和200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)的总量100重量份而言，所述纤维增强热塑性树脂成型材料包含5～45重量份的碳纤维(A)、1～45重量份的有机纤维(B)、20～93重量份的热塑性树脂(C)、1～20重量份的200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)，其中，在使化合物(D)含浸包含碳纤维(A)和有机纤维(B)的纤维束(E)而成的复合体(F)的外侧包含热塑性树脂(C)，在纤维束(E)的剖面中碳纤维(A)和有机纤维(B)非均匀分布，纤维束(E)的长度与纤维增强热塑性树脂成型材料的长度实质上相同。2.如权利要求1所述的纤维增强热塑性树脂成型材料，其中，在所述纤维束(E)的剖面中，碳纤维(A)将有机纤维(B)内包，或者，有机纤维(B)将碳纤维(A)内包。3.如权利要求1所述的纤维增强热塑性树脂成型材料，其中，在所述纤维束(E)的剖面中，碳纤维(A)和有机纤维(B)的各自至少一部分均与外层的热塑性树脂(C)相接。4.纤维增强热塑性树脂成型材料，包含碳纤维增强热塑性树脂成型材料(X)和有机纤维增强热塑性树脂成型材料(Y)，所述碳纤维增强热塑性树脂成型材料(X)中，相对于碳纤维(A)、热塑性树脂(C)和200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)的总量100重量份而言，包含5～45重量份的碳纤维(A)、94～35重量份的热塑性树脂(C)、1～20重量份的200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(C)低的化合物(D)，在使化合物(D)含浸碳纤维(A)而成的复合体(F)的外侧包含热塑性树脂(C)，碳纤维(A)的长度与碳纤维增强热塑性树脂成型材料的长度实质上相同，所述有机纤维增强热塑性树脂成型材料(Y)中，相对于有机纤维(B)、热塑性树脂(G)和200℃时的熔融粘度比热塑性树脂(G)低的化合物(H)...

【专利技术属性】
技术研发人员：平田慎，三辻祐树，西村透，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP