增强纤维束基材及其制造方法，以及使用其的纤维增强热塑性树脂材料及其制造方法技术

增强纤维束基材，其特征在于，在增强纤维表面附着有至少包含聚酰胺系树脂的上浆剂，增强纤维束中所含的每单位宽度的纤维根数为600根/mm以上且小于1,600根/mm，增强纤维束的悬垂值为120mm以上且240mm以下。此外，增强纤维束基材的制造方法及使用增强纤维束基材的纤维增强热塑性树脂材料及其制造方法。提供能够应用于纤维铺放及纤维增强热塑性树脂成型材料等多种成型方法的、形态稳定性及含浸性优异的增强纤维束基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强纤维束基材及其制造方法，以及使用其的纤维增强热塑性树脂材料及其制造方法
本专利技术涉及处理性优异、绒毛少、形态稳定性、进而含浸性优异的增强纤维束基材，以及其制造方法。
技术介绍
使基体树脂含浸于增强纤维而得的纤维增强树脂(FRP)满足优异的力学特性、轻量化等要求特性，因此主要用于航空、航天、体育用途。作为它们的代表性的制造方法，已知高压釜成型法。该成型法中，将使基体树脂预先含浸于增强纤维束组而成的预浸料坯层叠于成型模具，利用高压釜进行加热·加压，成型FRP。使用预浸料坯时，具有能够得到可靠性极高的FRP的优点，但存在制造中耗费高成本的问题。另一方面，作为FRP的生产率优异的成型法，例如，可以列举出通过将由未进行预含浸基体树脂的干燥的增强纤维束组构成的增强纤维基材层叠于成型模具，注入液状且低粘度的基体树脂，之后，使基体树脂含浸·固化并成型FRP的树脂传递模塑成型法(RTM)等注塑成型，此外，将预先使热塑性树脂含浸于增强纤维束而成的纤维增强热塑性树脂成型材料预热并加压冷却的冲压成型(stampingforming)等。在RTM成型法中，配置于成型模具内的基材层叠体以具有与所生成的成型品的形状相匹配的3维形状的方式预先形成。通常，首先，将基材层叠体形成为平板状，之后，将基材层叠体赋形为规定的3维形状，制作所谓预成型坯并配置于成型模具内。在制作该基材层叠体的工序中，纤维铺放法(fiberplacementmethod)受到关注，纤维铺放法中，以最初成为与制品形状相匹配的所期望形状的方式，仅在必要的部位依次配置增强纤维束。通过纤维铺放法，能够大幅减少被废弃的端材的量。在使用纤维铺放法依次配置增强纤维束的情况下，作为增强纤维束所需条件，需要使用适于纤维铺放装置的纱道的宽度的增强纤维束。增强纤维束的宽度不适于纤维铺放装置的纱道的宽度的情况下，成为由于在增强纤维束的配置时产生的轴偏移导致配置精度降低、或者由于纱道中的断线导致品质降低的原因。因此，已知使用将多个增强纤维束一体化而成的带来代替增强纤维束，利用纤维铺放来依次配置的方法。例如，提出了多个碳纤维束具有间隔而被平行配置、并与热塑性无纺布粘接来进行结合一体化而成的带的技术(参见专利文献1)。作为提高使用增强纤维织物的成型品的力学特性的技术，具有提高增强纤维与热塑性树脂的表面粘接性的纤维增强热塑性树脂组合物(专利文献2)、通过赋予含有水溶性热塑性树脂与两性表面活性剂的上浆剂从而提高加工性的编织物(专利文献3)。像这样，力学特性的提高、加工性的改善虽得到推进，但要求力学特性、加工性更优异的增强纤维织物。此外，作为冲压成型用基材使用热塑性纤维增强热塑性树脂成型材料(FRTP)。FRTP包括预先使热塑性树脂含浸于增强纤维束而成的单向纤维增强热塑性树脂成型材料，使树脂含浸于短切纤维而成的不连续纤维增强热塑性树脂成型材料。与含浸有热固化树脂的预浸料坯相比，FRTP的韧性高、基材的保存管理容易，不需要固化反应，因此，使注射成型·冲压成型等成型周期的高速化成为可能。进而，FRTP的再循环性优异，熔接、修补等维修性也优异等，优点多，在广泛的领域中得到实用化。此外，作为涉及原材料的开发例，可列举出流动性优异、能够得到耐热老化性优异的成型品的长纤维增强聚酰胺树脂粒料(专利文献4)。像这样，力学特性的提高、功能的追加·改善虽得到推进，但要求力学特性的进一步提高及力学特性的偏差的进一步减小。然而，通常，与热固性树脂相比，热塑性树脂为高分子量且熔融粘度高，在增强纤维中的熔融含浸和低孔隙率化变得困难。因此，将高分子量·高粘度的热塑性树脂含浸于增强纤维中而得的低孔隙率FRTP的生产率低，制造成本高。另一方面，使用含浸容易的低分子量·低粘度的热塑性树脂的FRTP的力学特性大幅降低，使用用途受限。因此，提出了含浸性良好且高效地生产使用高分子量·高粘度的热塑性树脂的低孔隙率FRTP的各种方法(参见专利文献5)。此外，作为涉及可以在汽车用途中拓展的CFRP技术的开发例，可列举出兼具优异的力学特性、导电性、电磁波遮蔽性的碳纤维增强成型品的制造方法(专利文献6)，力学特性、电绝缘性、电磁波遮蔽性优异的碳纤维增强成型品、其制造方法(专利文献7)。如上所述，对成型中使用的材料(基材)所提出的要求因成型方法而不同，需要准备针对宽度精度经特殊化而得的增强纤维、或含浸性优异的增强纤维等与各种成型相匹配的纤维，难以用一种增强纤维兼具形态稳定性及含浸性，并应用于多种成型方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2013-532739号公报专利文献2：国际公开第2007/037260号专利文献3：国际公开第2003/012188号专利文献4：日本特开2016-190923号公报专利文献5：日本特开2005-239843号公报专利文献6：日本特开2013-177560号公报专利文献7：日本特开2013-117014号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是为了解决上述现有技术的问题而做出的，具体而言，提供能够应用于纤维铺放以及增强纤维织物等纤维增强热塑性树脂成型材料等多种成型方法的、形态稳定性及含浸性优异的增强纤维束基材。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术具有以下构成。[1]增强纤维束基材，其特征在于，在增强纤维表面附着有上浆剂，增强纤维束中所含的每单位宽度的纤维根数为600根/mm以上且小于1,600根/mm，增强纤维束的悬垂值为120mm以上且240mm以下。[2]根据[1]所述的增强纤维束基材，其特征在于，所述上浆剂至少包含聚酰胺系树脂。[3]根据[1]或[2]所述的增强纤维束基材，其特征在于，所述上浆剂包含具有环氧基、氨基甲酸酯基、氨基、羧基等官能团的化合物中的任一者、或者将这些化合物混合而得到的物质。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，所述增强纤维束表面的所述聚酰胺系树脂存在于最外表层。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，硬度为39g以上且200g以下。[6]根据[1]～[5]中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，聚酰胺系树脂的附着量为0.1wt％以上且5wt％以下。[7]根据[1]～[6]中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，将所述增强纤维束基材在浸渍前的宽度设为W1、将于25℃在水中浸渍5分钟后的宽度设为W2的情况下，宽度变化率W2/W1为0.5以上且1.1以下。[8]根据[1]～[7]中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，将所述增强纤维束基材于25℃在水中浸渍5分钟，绝对干燥之后的在空气中的悬垂值D2为110mm以上且240mm以下。[9]根据[1]～[8]中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，在将所述增强纤维束的平均宽度设为W1时，宽度精度为W1-1mm以上且W1+1mm以下。[10]本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.增强纤维束基材，其特征在于，在增强纤维表面附着有上浆剂，增强纤维束中所含的每单位宽度的纤维根数为600根/mm以上且小于1,600根/mm，增强纤维束的悬垂值为120mm以上且240mm以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180126 JP 2018-011438;20180126 JP 2018-011439;201.增强纤维束基材，其特征在于，在增强纤维表面附着有上浆剂，增强纤维束中所含的每单位宽度的纤维根数为600根/mm以上且小于1,600根/mm，增强纤维束的悬垂值为120mm以上且240mm以下。


2.根据权利要求1所述的增强纤维束基材，其特征在于，所述上浆剂至少包含聚酰胺系树脂。


3.根据权利要求1或2所述的增强纤维束基材，其特征在于，所述上浆剂包含具有环氧基、氨基甲酸酯基、氨基、羧基等官能团的化合物中的任一者、或将这些化合物混合而得到的物质。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，所述增强纤维束表面的所述聚酰胺系树脂存在于最外表层。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，硬度为39g以上且200g以下。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，聚酰胺系树脂的附着量为0.1wt％以上且5wt％以下。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，将所述增强纤维束基材在浸渍前的宽度设为W1、将于25℃在水中浸渍5分钟后的宽度设为W2的情况下，宽度变化率W2/W1为0.5以上且1.1以下。


8.根据权利要求1～7中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，将所述增强纤维束基材于25℃在水中浸渍5分钟，绝对干燥之后的在空气中的悬垂值D2为110mm以上且240mm以下。


9.根据权利要求1～8中任一项所述的增强纤维束基材，其特征在于，在将所述增强纤维束的平均宽度设为W1时，宽度精度为W1-1mm以上且W1+1mm以下。


10.纤维增强热塑性树脂成型材料，其特征在于，其由增强纤维束基材组形成，所述纤维增强热塑性树脂成型材料由权利要求1～9中任一项所述的增强纤维束基材的非织物形成。


11.纤维增强热塑性树脂成型材料，其特征在于，其由增强纤维束基材组形成，所述纤维增强热塑性树脂成型材料由权利要求1～9中任一项所述的增强纤维束基材的织物形成。


12....

【专利技术属性】
技术研发人员：布施充贵，馆山胜，平野宏，清家聪，松井明彦，浦和麻，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP